Introduction
Les maladies du cœur reste la principale cause de décès dans le monde 1,2. Non seulement le ventricule gauche (VG) de la chambre le plus musclé, responsable de pomper le sang du cœur à l'ensemble du corps 3, il est un site de lésion cardiaque commune post-infarctus du myocarde 4. la mort des tissus du ventricule gauche se traduit souvent par une insuffisance cardiaque systolique. Les modèles animaux de maladies cardiaques sont indispensables pour l'avancement de la recherche cardiovasculaire biomédicale. La C57BL / 6 souche de souris ont été un choix populaire pour les modèles animaux en raison de leur temps de reproduction rapide, à faible coût et la facilité des altérations génétiques. La plupart des modèles murins chirurgicaux pour l'étude des maladies du cœur impliquent une occlusion de la branche LAD de l'artère coronaire gauche. La DAL est parfois appelé la gauche obtuse marginal 5,6. Le LAD fournit le sang au antérieure du ventricule gauche et les murs antéro-latéraux. Les études d'occlusion LAD visent à induire des infarctus antérieurs, parfois l'extension into les régions inférieures et latérales paroi 7.
Deux modèles qui sont fréquemment utilisés pour les études d'infarctus du myocarde comprennent l'occlusion chronique infarctus du myocarde et l'infarctus lésions d'ischémie / reperfusion. L'occlusion chronique est créé par suturer chirurgicalement autour et bloquer de façon permanente le flux sanguin à travers la LAD. La lésion d'ischémie / reperfusion est créé beaucoup de la même manière qu'avec un transitoire, habituellement 30 à 60 minutes, période ischémique. Pour parvenir à une ischémie transitoire, les liens occlusive de suture autour de l'artère interventriculaire antérieure et un petit tube en PE-10 qui est placé parallèle à l'artère interventriculaire antérieure sur la surface épicardique du coeur, suivie d'une période de reperfusion, où le tube et la suture d'occlusion est retirée et le sang est autorisé à circuler à nouveau à travers l'artère et dans le myocarde. La chirurgie d'ischémie / reperfusion a été considérée comme cliniquement pertinente en raison de la nature de la blessure de reperfusion en parallèle le traitement des infarctus humains qui comprend balangioplastie coronaire et pt stenting de l'artère, ou un pontage aorto-coronarien. En règle générale, au cours de ces interventions chirurgicales, l'ischémie du LV dans un cœur de la souris est confirmée par la pâleur visible de la paroi du myocarde. Toutefois, en effectuant simplement les chirurgies sur un électrocardiogramme (ECG) pad dans des conditions de surveillance constante, les changements visibles peuvent être observées dans la forme d'onde d'ECG, confirmant ainsi l'ischémie et de la reperfusion du myocarde de la souris.
Bien que le coeur murin est similaire au cœur humain à bien des égards, y compris sa structure à quatre compartiments, les cœurs ont aussi des différences. Une différence évidente est la fréquence cardiaque de repos moyen de souris adultes est de 600 - 700 battements par minute (bpm) , alors que celle de l' homme adulte est ~ 60-100 bpm 8,9. De plus, chez les souris les ondes de repolarisation, J et T, se confondent souvent avec les dépolarisation QRS-complexes faisant un segment ST clairement difficile de discerner 10. Pour compliquer le processus de electrocardiographically confirmant l' ischémie du myocarde, il est l'élévation de l'onde T et le segment ST , qui sont utilisés en tant que marqueurs pour le diagnostic de l' ischémie et la lésion d'infarctus du myocarde chez l'être humain, cliniquement dénommé ST e lévation m yocardial i nfarction ou STEMI. L'une des principales différences entre les formes d'onde humaines et murines est que S-onde est immédiatement suivi soit un J-ondes qui transfère directement dans une onde T négative. Au cours de l' ischémie myocardique aiguë chez la souris , l'amplitude des diminutions S-ondes et est directement suivie par un J-onde anormale et une onde T inversée 11. L'onde T ne semble pas représenter une partie importante de la repolarisation chez les souris 11. Malgré la nomenclature et de la souris contre les différences humaines, la confirmation ECG d'ischémie myocardique murin et la reperfusion est toujours possible et relativement simple. Par souci de simplification de la forme d'onde d'interprétation, le segment entre le SJT est appelé ST-SEGMEnt ici.
Lignes directrices STEMI publiés en 2013 recommandent un temps au patient porte-à-ballon de moins de 90 min 12 .Cet signifie que le laps de temps de l'identification des coronaires occlusion de l' artère du patient jusqu'à ce que l'artère est rouvert devrait être inférieure à 90 min. Le cœur battant travaille constamment et , par conséquent, a un métabolisme oxydatif élevé et un niveau élevé de consommation d'oxygène 3. À fournir à cet effet , un réseau de capillaires est disponible pour chacun des myocytes 3. Il suffit d'un cœur quelques battements d'épuiser son oxygène et de l'approvisionnement en éléments nutritifs. Dans une fenêtre de 90 minutes, une région d'une cardiopathie ischémique chez un être humain aura été bloqué de recevoir entre 5.400 et 9.000 cœur bat la valeur du sang riche en oxygène. Dans cette même période de 90 min, une souris aurait 54.000 à 63.000 battements cardiaques. des points temporels expérimentaux pour murine une lésion d'ischémie / reperfusion se situent généralement entre 30 et 60 min.
L'importance de développerment un procédé supplémentaire de confirmation de l'ischémie myocardique et la reperfusion dans un modèle murin a des implications profondes sur la constance et la reproductibilité des résultats dans les études d'ischémie / reperfusion du myocarde. La pratique actuelle d'observer visuellement le coeur pour un changement de couleur des tissus ne suffit pas en tant que stand-alone de diagnostic. En outre, la reperfusion après le retrait du tube et de suture ne sont pas garanties. Bien que l'artère est plus liée au large, l'artère peut avoir subi des dommages au cours de la procédure et peut devenir impossible de reperfusion. Il serait avantageux d'avoir un enregistrement des modifications électrocardiographiques pour confirmer reperfusion plutôt que de compter sur des observations de la pâleur du myocarde et rubor (couleur rouge). Coeurs qui ne montrent pas les marqueurs de lésions d'ischémie / reperfusion peuvent alors être rapidement signalées et une décision sur la façon de procéder peut être faite par les enquêteurs.
Enfin, l'établissement d'un registre des modifications ECG de référence tout au long de the Les périodes ischémiques et de reperfusion permet aux enquêteurs de continuer à surveiller le cœur après la chirurgie initiale. Les enquêteurs actuellement perdent de vue le cœur dès que l'opération est terminée. ECG est un moyen simple pour mieux comprendre les changements qui se produisent dans les heures myocardiques à jours après la chirurgie. ECG enregistré aux points de temps après la chirurgie pourrait révéler ondes Q développement tardif indiquant continué ou l'aggravation de la mort des tissus. Cependant, pour jauger efficacement de nouveaux ou d'aggravation des marqueurs électrocardiographiques, un ECG de base doit être disponible pour la comparaison.
Ce protocole démontrera comment préparer, obtenir, et interpréter l'ECG pour confirmer l'ischémie et la reperfusion du coeur de la souris en utilisant 8 - 12 semaines vieux mâles C57BL / 6 souris.
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Protocol
Toutes les interventions chirurgicales réalisées sur des animaux doivent être effectués conformément au Guide pour le soin et l' utilisation des animaux de laboratoire 13 ou d' autres directives éthiques appropriées. Les protocoles doivent être approuvés par le comité de protection des animaux à l'institution appropriée avant de procéder.
1. Préparation de l'ECG
NOTE: Avant de commencer, enfiler l'équipement de protection individuelle, y compris des gants, des lunettes et une blouse de laboratoire propre ou robe jetable.
- Nettoyez le tampon ECG en utilisant un non-alcool et la solution de décontamination à base non-blanchiment. utiliser doucement une tâche délicate essuyez pour éponger l'excès de solution pour assurer que le plot d'électrode ne soit pas endommagé.
- Si le tampon ECG a une fonction de chauffage, de l'utiliser. souris anesthésiés ont tendance à perdre rapidement la chaleur du corps. Chauffer le tampon à 40-42 ° C pour maintenir normothermique température corporelle de 37 ° C tout au long de l'opération 14. Surveiller l'humeur du corpsature en utilisant un thermomètre rectal. Réglez la température nécessaire de tampon pour maintenir la température du corps ~ 37 ° C.
- Comme la plupart des thoracotomies sont effectuées avec la souris couché sur le dos (décubitus dorsal), veiller à ce que la bascule est retourné sur le réglage "supination". De nombreux pads ECG ont une fonction pour basculer entre les positions couchée et supination. Défaut de choisir la bonne orientation peut entraîner des fausses déclarations d'événements électrocardiographiques.
- Anesthésier souris en utilisant 5% d'isoflurane inhalé et 1 L / min d'oxygène. Une fois que la souris est anesthésiée, le transfert souris pour ECG pad équipé d'une anesthésie nez-cône et réduire isoflurane à 2% et 1 L / min d'oxygène. Confirmer l'anesthésie appropriée en assurant la souris ne réagit pas lorsque le pied de la souris est pincé avec une pince.
- Appliquer une fine couche de lubrification de l'oeil pommade sur les yeux de la souris pour prévenir la sécheresse et des lésions cornéennes alors anesthésié.
- Nettoyer les pattes de la souris avec une lingette humide pour enlever toute la literie visiblequi peut être collé à pattes ou peut interférer avec la transmission des impulsions électriques à partir des pattes au pad ECG. pattes sèches avec une lingette.
- Appliquez une petite quantité (légèrement plus petite qu'une USD dime) de gel d'électrolyte hautement conducteur à chacune des quatre électrodes métalliques sur le pad ECG.
Remarque: Assurez-vous d'appliquer seulement une petite quantité de gel que trop de gel, il est difficile de retenir les pattes sur le tampon en utilisant du ruban adhésif. En outre, les pattes sont susceptibles de se glisser hors de la retenue lors de la chirurgie si elles étaient mouillées avant d'appliquer du ruban adhésif. - Avec la souris en position couchée, utilisez du ruban adhésif médical clair pour retenir chaque patte à son électrode (figure 1) correspondant. Appuyez d'abord sur chaque patte à son morceau de ruban adhésif, puis la bande adhèrent au pad ECG. Faire en sorte que chaque patte de retenue est en contact avec le gel d'électrolyte et l'électrode.
2. L'acquisition de l'ECG
- En fonction de l'équipement utilisé pour l'acquisition ECG, confIGURE la machine de telle sorte que la forme d'onde d'ECG peut être visualisée en temps réel. Pour les enregistrements d'ECG en utilisant les paramètres de surveillance physiologique sur une machine d'échocardiographie, une image en temps réel en mode B aura la forme d'onde d'ECG courant le long de la partie inférieure de l'écran.
Note: Voir les guides individuels de l'utilisateur de la machine afin de déterminer la meilleure façon de configurer cet équipement. - Activer visualisation en temps réel du signal ECG en appuyant sur la touche en mode B sur une machine d'échocardiographie ou l'équivalent sur d'autres appareils d'enregistrement d'ECG.
- Ajustez la résolution pour tenir compte des différences d'amplitude. Si le pic de l'onde R ou l'auge (vallée) de l'onde Q sont hors du cadre visuel, ajuster la résolution jusqu'à ce que toute la hauteur de la forme d'onde peut être observée.
Remarque: Cela peut se faire sous l'onglet paramètres physiologiques sur une machine d'échocardiographie. Cliquez sur l'augmentation ou la diminution des flèches jusqu'à ce que toute forme d'onde est visible.
- Ajustez la résolution pour tenir compte des différences d'amplitude. Si le pic de l'onde R ou l'auge (vallée) de l'onde Q sont hors du cadre visuel, ajuster la résolution jusqu'à ce que toute la hauteur de la forme d'onde peut être observée.
- Chaque fois qu'une image est d'être obtained, effacer le tampon de l'ECG d'outils. Toucher la souris pendant l'enregistrement ECG avec des pinces ou des doigts va perturber la forme d'onde. Assurez-vous que la souris est toujours intacte et sur le pavé ECG avant d'enregistrer des électrocardiogrammes.
- Utilisez "record" de la machine ou de fonction "magasin" avant de faire des incisions chirurgicales sur la souris. Cette image sera utilisée comme une base de comparaison plus tard.
3. Procédure chirurgicale et enregistrement ECG
- Injecter souris anesthésiée analgésique (buprénorphine, 1,5 pg, intrapéritonéale) avant de commencer. Les détails de l'ischémie / reperfusion d'intervention chirurgicale peuvent aussi être trouvées ailleurs 5.
- Enlever les poils autour du site chirurgical chimiquement ou mécaniquement et désinfecter la zone avec une solution de bétadine. Utiliser un scalpel pour faire une incision verticale parallèle à l'œsophage et la trachée. Déplacez doucement les ganglions lymphatiques de chaque côté de l'incision jusqu'à ce que le tissu mince recouvrant la trachée estexposé. En utilisant des pinces, séparer en douceur le tissu jusqu'à ce que les anneaux de cartilage de la trachée blancs sont visibles.
Note: Nous utilisons généralement Nair épilation lotion. La lotion est appliquée sur le site chirurgical pendant environ 1 min. Nair est ensuite soigneusement lavé en utilisant une solution saline ou de l'eau. Ce procédé est préféré parce que dans notre laboratoire à haute résolution échocardiographie (qui peut détecter les follicules pileux) est effectuée avant et après l'intervention chirurgicale. Cependant, des précautions doivent être prises pour éviter les zones sensibles telles que les organes génitaux, puis laver soigneusement la Nair off pour éviter les brûlures potentielles de la peau. - Retirez rapidement le nez de la souris de l'embout conique et insérer un tube de ventilation dans la bouche de la souris et vers la gorge. Lorsque le bout du tube de ventilation est visible à travers la zone du cou exposée, aligner le tube avec le début de la trachée. tortiller doucement le côté du tube à l'autre tout en appliquant une pression vers le haut jusqu'à ce que les lames de tube dans la trachée qui peut être confirmé visuellement through la trachée translucide.
- Assurez-vous que la souris reste anesthésié pendant la procédure d'intubation. Pause de l'intubation et retourner la souris au nez cône si elle commence à remuer.
- En utilisant une boucle de ficelle, accrocher deux dents de devant de la souris dans la boucle et du ruban adhésif de la chaîne se termine au pad ECG pour stabiliser la tête de la souris et d'assurer la tubulure de ventilation ne se déplace pas lors de la chirurgie. attacher rapidement un tube de ventilation pour rongeur ventilateur et régler les paramètres de ventilation en fonction du poids de la souris. Ruban tube de ventilation en place.
- Couvrir la trachée exposée de la souris avec une gaze imbibée dans une solution saline chaude pour maintenir le tissu de sécher.
- Faire une incision verticale à l'aide d'un scalpel le long du côté gauche du sternum.
- En utilisant des pinces, séparer légèrement la couche de bord de la couche musculaire. Découpez soigneusement les couches musculaires sous-jacentes sans couper les vaisseaux sanguins visibles.
- En utilisant des pinces, prenez la troisième côte et tirezvers le haut en douceur. Maintenir l'adhérence sur la nervure d'une main et utiliser des ciseaux chirurgicaux pour couper soigneusement le tissu intercostal entre la troisième et la quatrième côte. Veiller à ce que les poumons ne sont pas endommagés.
Nota: Les poumons se rétracter profondément dans la cavité thoracique presque immédiatement après la cavité thoracique est percé par l'incision chirurgicale en raison de la perte du gradient de pression. Attendez jusqu'à ce que les poumons ont rétracté avant de poursuivre. - Utilisez une pince pour saisir et doucement séparer la couche mince de péricarde qui entoure le cœur.
- Insérez écarteurs ou utiliser manuellement pince comme écarteurs de côtes pour déplacer les nervures dans une position où le coeur est visible entre les nervures.
Note: Il est pratique courante pour déplacer la patte inférieure gauche de la souris pour qu'il chevauche la patte en bas à droite lors de la mise en place de la ligature. Cela aide à positionner le coeur afin que l'auricule cardiaque gauche ou oreillette, est facilement visible lors de la pose de la ligature. Soyez conscient que l'ECG valide waveforms ne seront pas obtenus tandis que la patte inférieure gauche est hors de l'électrode. Pour cette raison, il est recommandé de retourner la patte à son électrode après la ligature de suture est passé à travers le tissu du myocarde, mais avant un nœud est serré. - Localisez le LAD visuellement, sous l'oreillette gauche. insérer Swiftly une conique aiguille de suture 7-0 en soie dans le myocarde assez profondément pour passer sous la LAD, mais pas si profond que de pénétrer dans la cavité LV. Tirez la ligature de suture à travers jusqu'à ce qu'il y est d'environ 4 cm de suturer la soie gauche sur la (non-aiguille) extrémité libre de la ligature de suture.
- Commencer à faire un noeud de suture simple. Une fois que l'extrémité libre de la soie à suturer a été tiré à travers les boucles pour former le noeud, mettre en pause.
- En tenant les deux extrémités libres et aiguilles de la soie de suture avec une pince, insérer une section ~ 1 cm de PE-10 tube sous le noeud formant et au sommet de la surface épicardique.
- Si la patte gauche de la souris est traversé, retourner la patte à son propar électrode. Serrer noeud de telle sorte que le tuyau en PE-10 est suturée au coeur. Relâchez tout contact physique avec la souris pour permettre ECG à enregistrer.
- Autoriser la courbe ECG pour faire défiler pour ~ 10 sec. Vérifiez la courbe ECG visuellement et enregistrer la forme d'onde comme "Time of Occlusion". Si l'onde T ne pas augmenter en amplitude à 1 min, réévaluer le placement des ligatures.
- Si l'amplitude de l'onde T n'augmente pas, soit jeter l'animal de l'étude ou de tenter de corriger le placement ligatures.
- Contrôler visuellement la couleur du myocarde pour confirmer paling ischémique du LV.
- Si des changements ECG et les changements de couleur du myocarde indiquent une ischémie, double nœud de la suture autour de la PE-10 tubes.
- Couvrir la cavité thoracique ouverte avec de la gaze saline chaude.
- Chaque enregistrement ECG 5-10 min pendant toute la durée de la période ischémique.
4. Confirmation de reperfusion Utilisation ECG
- Retirer saline gaze covel'anneau de la cavité thoracique et de visualiser le coeur.
- Utilisez une lame pour couper la soie de suture au-dessus du tube PE-10. Une fois que la ligature est coupé, retirez la section de tube PE-10 et retirez délicatement la ligature de suture du myocarde.
- Libérer tout contact physique avec la souris et permettre à la forme d'onde d'ECG ~ 10 s à cycle. forme d'onde d'enregistrement comme "Time of reperfusion." Continuer à enregistrer des formes d'ondes ECG tous les 5-10 minutes jusqu'à ce que le point expérimental désiré de temps est atteinte.
- Ajuster la résolution des changements d'amplitude selon les besoins. Si l'onde T ne change pas lors du retrait du tube PE-10 et la ligature, la reperfusion n'a pas été confirmée.
- Si l'onde T ne change pas lors du retrait du tube, soit jeter l'animal de l'étude ou de tenter de corriger le placement ligatures.
- Inspecter visuellement myocardique pour confirmer en outre reperfusion par retour à la couleur rouge.
- Fermer la cavité thoracique en suturant l'espace intercostal avec un 5-0suture de soie tout en appliquant une légère pression sur la poitrine de la souris pour expulser l'excès d'air qui est entré pendant la chirurgie. Ensuite, suturer les couches musculaires et enfin, la peau. Remarque: En appliquant une pression à la cavité thoracique peut ne pas être suffisante pour évacuer la cavité thoracique d'air dans toutes les souris. Par conséquent, le procédé d'évacuation seringue et l'aiguille doit être utilisée pour faire en sorte que tout l'air ait été expulsé.
- Enregistrez le dernier ECG avant de l'anesthésie par inhalation hors tension et enlever les pattes de la souris à partir des électrodes. Augmenter l'oxygène à 2 L / min et maintenir la ventilation jusqu'à ce que la souris reprend conscience.
- Laisser la souris pour récupérer dans un environnement constant à température contrôlée, par exemple un coussin chauffant ou un incubateur chaud, pour éviter l' infarctus variabilité. Traiter la souris avec la buprénorphine 24 heures après la chirurgie, puis, au besoin, comme indiqué par l'échelle de la grimace de la souris.
Note: Procédure de reperfusion est également discuté en détail par Xu et al 5.
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Representative Results
Un ECG murin normal est affiché dans la figure 2 avec des marqueurs d'événements électriques alphabétiques P, Q, R, S, T. J et P est la dépolarisation auriculaire initiale. QRS est la vague de dépolarisation sur les ventricules. J est repolarisation précoce et T représente la repolarisation hétérogène également connu sous le nom de récupération 11. Il convient de noter que de nombreux laboratoires ne pas utiliser la nomenclature J-ondes et au lieu se référer au SJT-segment que le segment ST 10,15-17. Ici, les résultats et analyses sont représentatives et basé sur de observations en laboratoire de 40 souris. La plupart des souris présentaient des progressions de forme d'onde similaires au cours de la chirurgie. Les souris qui ne présentent pas des formes d'onde similaires ont été marqué pour une analyse plus approfondie et ont été considérés comme des animaux non-infarctus. Onde Des résultats similaires ont été rapportés par Jong et al. 15.
coeurs murins suffrir d' une ischémie régionale en raison de LAD occlusion montrent généralement une amplitude de l'onde R, ainsi que suraigu pic du JT segment suivie par l' élévation éventuelle du segment ST La figure 3 montre le premier signe d'ischémie myocardique aiguë. suraigu pic de l'onde T. Comme on peut le voir sur cette figure, l'onde T a augmenté en amplitude à partir des conditions de base. Cependant, ce n'est pas encore élévation du segment ST parce que le S-wave est toujours en saillie profondément et négativement comme il le fait sur la forme d'onde de référence.
Configuration de base ECG affiche une onde S projection négative (Figure 2). Au fil du temps, les changements de l'ECG sont notés. Le segment ST est défini comme étant le segment entre la fin de l'onde S et le début de l'onde T. Ce segment ST est clair chez les humains. En raison de la fréquence cardiaque élevée, ce segment est fusionné chez la souris et une supplémentaire, repolarisation précoce "J-wave" septembrearates les S- et T-ondes. Par conséquent, l'élévation de l'onde S à la ligne isoélectrique ou plus doit être considérée comme la version murin d'élévation du segment ST. Sur la figure 4 , la progression de l' ischémie du myocarde à précoce peut être vu par l' élévation du segment ST. Ici, le S-onde affiche une amplitude élevée, au-dessus de la ligne isoélectrique. Le J-onde est également élevé, surtout par rapport à la forme d' onde de base (figure 2). Par conséquent, le segment ST est élevée qui est indicatif d' une blessure / 10 du myocarde.
La figure 5 suit la progression d'une souris à partir de la ligne de base tout au long de la reperfusion. La première forme d'onde affiche un rythme sinusal normal qui est la valeur de référence enregistrée. La seconde forme d'onde affiche l'ECG 1 min après la ligature a été attaché et l'artère est devenue occlus. Le cercle rouge sur cette ligne indique un pic suraigu onde T. Si wi rapportth "de base", il est clair que l'onde T est élevée. La troisième forme d'onde montre l'élévation complète du segment ST au point de temps de 5 min. Dans l'image "1 min d'ischémie", l'onde S était encore en saillie négativement, en passant la ligne isoélectrique. Cependant, à 5 min de la partie S du complexe ne parvient pas dans la mesure négative comme il se doit avant de passer dans les J- et T-ondes. Ceci est décrit comme élévation du segment ST parce que le segment entre S et T-ondes est élevée à partir de la ligne isoélectrique. Un autre marqueur électrophysiologique de l' ischémie régionale se creuse de l'intervalle QT 16 qui se prolonge depuis le début du complexe QRS et se poursuit jusqu'à la fin de l'onde T. A 20 min d'ischémie, l'intervalle QT a élargi et le segment ST est encore élevé. Après 45 min d'ischémie, les restes intervalle QT élargis et segment ST reste élevée.
Reperfusion du myocarde qui aété ischémique pendant 30 minutes ou moins devrait se traduire par l'ECG retour retour aux conditions de base dans une souris. Preda et Burlacu ont établi une corrélation entre les changements murins électrocardiographiques, le temps ischémique et l' infarctus gravité 17. Il a été observé que les périodes ischémiques de 30 min ne provoquent des changements ECG permanents alors que les périodes ischémiques de 1 h ne provoquent des changements ECG permanents. En outre, la reperfusion du artère occluse après 24 h d'ischémie n'a eu aucun effet 17 de récupération. Normalement, Q-ondes peuvent être identifiés comme la légère projection vers le bas juste avant la dépolarisation QRS complexe. Ondes Q significatives, ou pathologiques peuvent se développer peu de temps après le début de l' ischémie myocardique comme la mort musculaire considérable commence à mettre en 10. D'importantes ondes Q sont définis comme au moins 1/3 de la hauteur de l'onde R correspondante ou par leur temps allongé, résultant en une onde Q large. Les résultats significatifs Q-ondes provenant d'une région de myocarde morts electrica déflexionl courants à l' extérieur de l'électrode 7. Après 5 min de reperfusion, la preuve de profondeur, d' importantes ondes Q commencent à apparaître (figure 5). En outre, l'onde T revient à la ligne isoélectrique (figure 5). Après 30 min de reperfusion, les Q-ondes négatives demeurent et sont susceptibles montrant des dommages permanents. A ce point du temps, les ondes Q sont larges et profondes, et indiquent que le tissu cardiaque mourir est dévier les courants électriques autour de la zone endommagée (Figure 5).
Après une ischémie continue, la progression des blessures et de l' infarctus conduit à une meilleure projection T-onde négative (Figure 5, 30 min reperfusion, deuxième cercle rouge). Cette projection de l' onde T améliorée grâce à un véritable infarctus sera généralement permanent 7. Le deuxième cercle rouge dans le 30 min reperfusion forme d' onde montre ce qui semble être une onde T inversée (figure 5). Si le 5 bisnd 30 min T-ondes sont comparées il est clair que l'onde T projette plus négativement. Ceci, couplé avec les ondes Q significatives fournit la preuve des dommages permanents aux tissus de ce cœur. Il convient de noter que l'anesthésie isoflurane inhalée réduit la fréquence cardiaque, et donc augmente QT-intervalles. Cependant, l' amplitude de la récupération des ondes T reste inchangée 18.
Les changements mentionnés ci - dessus peuvent être analysées quantitativement en termes de tension. La figure 6 montre que l' exportation des données physiologiques comme un fichier .csv fournira une très grande quantité de données. En plus d'offrir des valeurs de l'ECG (amplitudes) à des taux fractions-de-milliseconde il peut y avoir des options pour inclure d'autres données provenant de la respiration, des sondes de température, les poignets de la pression sanguine, etc., si on le désire. Ces données quantitatives peuvent être représentées graphiquement comme le montre la Figure 7. Représentation graphique d' une série de formes d' onde de l' onde P à P-ondes permet de visualiser un ECGconfiguration tendance. La période de temps de 500 ms est un bon laps de temps pour visualiser depuis toute moins de temps peut ne pas entraîner suffisamment de formes d'onde et de temps supplémentaire fera le graphique affiche les événements encombrés et électrophysiologiques peuvent manquer ou difficile à reconnaître lorsqu'il est vu sur un moniteur d'ordinateur standard .
Figure 1:. Placement correct de la souris sur l' ECG Pad Cette souris est positionné en position couchée. Chacune des pattes de la souris sont collées aux électrodes correspondantes sur le pad de la surface de l' ECG. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.
Figure 2: Normale murin BaselineECG Waveform. La ligne de base ECG murine normale est marquée avec les lettres P, Q, R, S, J et T qui sont utilisés pour décrire les événements électriques dans le cœur. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.
Figure 3:. Altitude T-vague Aussi connu comme suraigu onde T ou pic. L'onde T est amplifié et supérieur à la ligne de base de l' onde T (Figure 2). S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.
Figure 4:. Élévation du segment ST Ce chiffre displays élévation du segment ST qui peut être observé que le segment ST est supérieur au point isoélectrique. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.
Figure 5:. ECG changements typiques au cours d'un / reperfusion Chirurgie Ischémie Ce chiffre suit une souris sur la durée de la chirurgie Ischémie / reperfusion myocardique. La première forme d'onde affiche un rythme sinusal normal qui est la valeur de référence enregistrée (Ligne de base). La seconde forme d'onde (1 min ischémie) affiche la forme d'onde 1 min après la ligature a été attaché et l'artère est devenue occlus. Le cercle rouge sur cette ligne montre un pic suraigu onde T. Le cercle rouge sur la (min 5 Ischémie) troisième forme d'onde affiche l'élévation complète du segment ST. Le cercle rouge sur le fou rth forme d'onde (20 min Ischémie) affiche un élargissement de l'intervalle QT et l'onde S est encore élevé. Le cercle rouge sur la cinquième forme d'onde (45 min) Ischémie affiche élargi QT-segment et élevé du segment ST. La sixième forme d'onde (1 min de reperfusion) affiche aucun changement significatif par rapport à 45 min ischémie.Utilisation cercle rouge sur la septième forme d'onde (5 min de reperfusion) affiche la forme Q-vague profonde, significative. Le premier cercle rouge dans la huitième forme d' onde (30 min de reperfusion) affiche d' importantes ondes Q, tandis que le second cercle rouge affiche l' amélioration possible de l' onde T. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.
Figure 6:. Données Physiological Cette figure montre les données physiologiques comme il est exporté sous forme de fichier .csv une feuille de calcul.ref = cible "https://www.jove.com/files/ftp_upload/54814/54814fig6large.jpg" = "_ blank"> S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.
Figure 7:. Graphed mV Valeurs Le graphique affiché sur cette figure montre les valeurs mV à partir de trois formes d' onde consécutives et complètes en utilisant le fichier de données physiologiques (figure 6). Le graphique est un graphique linéaire simple à l' aide des points à partir du fichier de données physiologiques. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.
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Discussion
Utilisation des changements ECG comme une méthode supplémentaire pour confirmer l'ischémie myocardique et la reperfusion assure le positionnement précis de la ligature d'occlusion. La précision de placement ligatures est essentielle pour réduire la variabilité des données chez les animaux. Le LAD dans un cœur de la souris est une artère difficile à visualiser. Par conséquent, complétant la pâleur visuelle avec des changements électrocardiographiques contribuera à assurer le placement correct des dommages des tissus et ligature résultant.
Depuis le pad ECG offre une vue non-invasive du cœur, plusieurs ECG peuvent être obtenus au cours de l'étude. Cela peut aider à fournir une meilleure compréhension des changements cardiaques qui se produisent pendant et après la chirurgie. Il est essentiel pour obtenir un ECG de base à utiliser pour la comparaison, après l'intervention chirurgicale. Plus tard la mort des tissus de stade et même anévrisme ventriculaire peuvent être observés par des détournements de signaux électrophysiologiques et des changements de configuration ECG. Cela peut donner un aperçudans la progression de l'insuffisance cardiaque.
Les avantages de l'appareil de mesure de l'ECG en utilisant échocardiographique comprennent la mesure simultanée des paramètres structuraux et fonctionnels du coeur avant ou après l'opération d'ischémie / reperfusion. Les limites du système d'enregistrement ECG comprennent le coût élevé pour acheter une machine à échocardiographie. Toutefois, si les expériences nécessitent une surveillance ECG constante sur plusieurs jours, il existe une variété d'appareils disponibles pour l'enregistrement ECG, y compris à distance des unités ECG télémétriques avec le logiciel qui peut être programmé pour enregistrer et analyser les formes d'onde à différents intervalles de temps correspondant. Cependant, la plupart des unités de télémétrie ECG nécessitent une procédure d'implantation ou des habitats spécialisés. En outre, de nombreuses options d'électrodes altératives existent, y compris des clips d'électrodes et des aiguilles. Chirurgie / de reperfusion de l'ischémie par thoracotomie est une procédure très envahissante. Avantages à l'aide du pavé ECG avec un mac échocardiographiehine comprennent procédure non-invasive sans fils connectés à l'animal pendant la chirurgie et aucune intervention chirurgicale supplémentaire. Cependant, les enquêteurs devraient déterminer le meilleur équipement pour leur laboratoire et les besoins expérimentaux.
Comme mentionné précédemment, l'isoflurane diminue la fréquence cardiaque. En outre, l' isoflurane peut être cardioprotecteur via l' activation des canaux K ATP et donc de réduire la taille Infarctus, comme cela a été constaté chez les chiens 19. L'anesthésie générale chez la souris peut être induite en utilisant des agents injectables. L'anesthésie par inhalation ne fournit plus de sécurité, en particulier pour des procédures prolongées. Cependant, l'anesthésie par inhalation nécessite un équipement complexe et coûteux tels que les vaporisateurs de précision et de débitmètres, les systèmes de respiration spécifiques, et les systèmes d'évacuation efficaces pour prévenir la pollution. Les inconvénients des anesthésiques injectables comprennent la difficulté à choisir une dose initiale, aucune chance de moduler avec précision la profondeur de ane prolongéesthesia, récupération prolongée, etc. Le choix de l' anesthésie doit être adaptée en fonction de la longueur de la procédure et le but de l'étude 20.
Utilisation de l'ECG comme une méthode supplémentaire pour confirmer les lésions d'ischémie / reperfusion chez des souris contribuera à améliorer la cohérence et la reproductibilité des infarctus mais ouvre aussi la possibilité pour les futures applications de la technique par le biais de l'établissement de tendances quantitatives. Les enquêteurs peuvent remarquer configurations ECG similaires au sein de certains groupes expérimentaux. Par exemple, un groupe d'animaux génétiquement modifiés peut présenter QT-intervalles inhabituellement larges après la chirurgie par rapport au type sauvage. Ces données d'information auraient été manqués si les enquêteurs utilisent les changements de couleur du myocarde en tant que seule la confirmation de l'ischémie et les lésions de reperfusion. Pour des études comparatives entre le type sauvage et des souris transgéniques, des considérations aux Conventions de lignes directrices Lambeth peuvent également être utiles, en particulier en ce qui concerne l'âge, le sexe, Aveuglante et la randomisation des animaux 21.
En conclusion, la confirmation supplémentaire de l'infarctus lésions d'ischémie / reperfusion offre de multiples avantages. Utilisation de l'ECG comme une technique supplémentaire peut aider à établir la cohérence dans la chirurgie. Cela peut aider à diminuer le nombre d'animaux utilisés, tout en fournissant des données de meilleure qualité. Il permet également aux chercheurs de surveiller une lésion cardiaque, la mort des tissus et / ou le remodelage de manière non invasive au cours du temps. Enfin, en utilisant ECG comme une confirmation de l'infarctus ischémie / reperfusion offre la possibilité d'établir des tendances quantitatives électrophysiologiques.
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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).
