Summary

Samtidiga EKG inspelning och invasiv blod tryck mätning hos råttor

Published: January 31, 2019
doi:

Summary

Här, beskriver vi en setup för samtidig inspelning av EKG och intraarteriell blodtryck (BP) i experimentell tjaller, som kan göras med standardutrustning i djurens faciliteter och kan tillämpas på fysiologiska eller farmakologiska studier för att undersöka patogena eller terapeutiska mekanismer i kardiovaskulär medicin.

Abstract

För studier relaterade till kardiovaskulär fysiologi eller patofysiologi, är blodtryck (BP) och EKG observationsstudier grundegenskaper. Forskning med inriktning på hjärt-kärlsjukdom modeller, potentiella kardiovaskulära terapeutiska mål eller farmaceutiska ämnen kräver bedömning av systemiska arteriella trycket och hjärta rytm förändringar. I situationer där radio telemetri system inte är tillgängliga eller prisvärda är tekniken av femoralartären kanylering ett alternativt sätt att få intraarteriell trycket vågform inspelningar och systemisk BP mätningar. Denna teknik är ekonomiskt och kan utföras med standardutrustning i djurens faciliteter. Invasiva artärtryck inspelning kräver dock kanylering av små artärer, vilket kan vara en utmanande kirurgisk färdighet. Här presenterar vi stegvisa protokoll för lårbensartären kanylering förfaranden. Viktiga metoder innefattar kalibrering av de system för datainsamling, vävnad dissekering och femoralartären kanylering och inställning av arteriell kanylering systemet för trycket inspelning. Ytan EKG inspelningsprocedurer ingår också. Vi presenterar också exempel på BP inspelningar från normotensiva och hypertensiv råttor. Detta protokoll tillåter tillförlitlig direkt inspelningar av systemisk BP med samtidiga EKG.

Introduction

Blodtryck (BP) och EKG (EKG) är grundläggande parametrar för kardiovaskulär fysiologi och medicin. Experimentella djurmodeller har tillämpats allmänt i biomedicinsk forskning för olika hjärt-kärlsjukdomar såsom hypertensiv hjärtsvikt1 och förfaranden för EKG och BP mätning kan utföras i experimentell råttor.

Det finns tre metoder för BP mätning hos råttor: intraarteriell kanylering (invasiv)2, svans manschetten pletysmografi (noninvasiv)3och radio telemetri (invasiv). BP mätning av svans manschetten pletysmografi tillförlitlighet kan påverkas av djurhantering under inspelningen. Till exempel underskattar svans manschetten de core BP förändringar som uppträder samtidigt under den återhållsamhet och mätning faser4. Radio telemetri anses vara den bästa ”gold standard”-tekniken för övervakning BP och puls i vaken och fritt rörliga djur5. Men, eftersom radio telemetri maskinvara och programvara är kostsamma, intraarteriell kanylering används också allmänt som ett ekonomiskt alternativ.

Intraarteriell kanylering kräver avsevärd mikrokirurgisk skicklighet men ger den verkliga vågformer i artärtryck. BP kan registreras genom en saltlösning-kateter läggas i radial, femorala, eller armartären. Denna metod för direktmätning invasiva BP kräver före kirurgisk djur beredning, anestesi, immobilisering av försöksdjur, kirurgiska skicklighet i vävnad dissektion och arteriell kanylering och korrekt kalibrering innan mätningen .

Gnagare ytan EKG liknar mänskliga ECG. En råtta ECG har sekvenser av P vågor, QRS-komplex, T-vågor och QT intervall6. Den P-vågens, PR-intervall, QRS-komplexet och T-vågor återspeglar förmaksflimmer depolarisation, impuls överledning från den förmaksflimmer till knutan, ventrikulär depolarisation och repolarisering, respektive. QT-intervallet definieras som tiden från inledandet av den Q-våg till slutpunkten av T vågen där det återgår till den iso-elektriskt originalplan1.

EKG visar hjärt systole och diastole faser; Därför korrelerar samtidig inspelning av den ytan EKG med invasiv BP mätningen. Genom att använda en kombination av metoder, är det möjligt att klarlägga patofysiologiska förändringar i en sjukdom modell eller de farmakologiska effekterna av ett läkemedel eller terapi i kardiovaskulär medicin.

En spontan hypertensiv råtta (SHR) stam hade erhållits genom inavel Wistar råttor med höga BP i Japan. BP stiger från 5 till 10 veckors ålder och blir stillastående från 30 till 35 veckors ålder7. Wistar-Kyoto råttor (WKY) har systoliskt BP om 130 mmHg7 och används ofta som normo-omfattande kontroll. Vi använde SHR och WKY för att visa resultatet av intraarterial kanylering BP och EKG registrering.

Protocol

Alla de djurförsök som beskrivs godkändes av institutionella djur vård och användning kommittén av Kaohsiung medicinska universitet. 1. djurvård Undvik svåra kanylering på grund av små arteriell storlek, använda råttor med kroppsvikt över 200 g. Ta bort chow från buren och snabb råttor över natten. Erbjuda vatten ad libidum om det finns en speciell experimentell design. 2. experimentell förberedelse Häm…

Representative Results

Vi köpte SHR och normotensiva Wistar-Kyoto WKY råttor från National Laboratory Animal Center (Taipei, Taiwan). Alla djur har varit inhysta i en temperatur-kontrollerad anläggning (20−22 ° C) med fri tillgång till vatten och standard chow på en cykel med 12 h i ljus och mörker. Vi använde sex 47 veckor gamla råttor och de vägdes innan BP och EKG mätning. De representativa tracings från samtidig inspelning av EKG oc…

Discussion

Invasiva arteriell kanylering tillåter mycket exakt mätning av BP. Det kan göras med ett PE-rör utan att kräva en dyra katetern. Invasiva BP mätning kan även utföras samtidigt med en inspelning av den ytan EKG.

Den stora inlärningskurvan för denna metod är experimentell skicklighet krävs för att cannulate små blodkärl. I erfarna händer, kan andelen framgångsrika för lårbensartären kanylering närma sig 100%. Rekommenderas innan du utför den verkliga experiment. Några anm?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Denna studie stöddes av Taiwan ministeriet för vetenskap och teknik ger mest 104-2314-B-037-080-MY3 och mest 107-2314-B-037-110 till HCL och Taiwan nationella hälsa forskningsinstitut bevilja NHRI-EX107-10724SC.

Materials

Polyethylene tube BECTON DICKINSON 427401 internal diameter of 0.5 mm, outer diameter of 0.9 mm
26G x 1/2"" needle TERUMO 160426D
Adson Forceps TOP Line 12-540 12 cm (4.75") Long, Straight, 1 x 2 Teeth
Bulldog vascular clamp Teleflex 357581 8 mm
Computer  AUSUS X453M
Exernal analog signal recording device iWorx T5141538 This allows the recording of up to three channels of ECG, EMG or EEG as well as GSR (skin conductance) from a single iWire input on the recording Module.
Graefe Forceps AESCULAP Surgical Instruments BD312R MICRO DRESSING FORCEPS, CURVED, SERRATED, 105 mm, 4 1/8 
Mecury sphygmomanometer Spirit CK-101
Pressure transducer iWorx IworxBP100
Semken Forceps MEDE TECHNIK 10-104 100 mm
Software LabScribe3
Surgical scissors HEBU 1714 14.5 cm long
Syringe (1 mL) TERUMO 160426D
Three-way stopcocks Cole-Parmer EW-30600-23
Tipped forceps World Precision Instruments 504506 11 cm long, 0.1×0.06 mm Tips
Vannas Scissors World Precision Instruments 500086 8.5 cm long, Straight, 0.025 x 0.015 mm Tips, 7mm super fine Blades

References

  1. Shiou, Y. -. L., Huang, I. C., Lin, H. -. T., Lee, H. -. C. High fat diet aggravates atrial and ventricular remodeling of hypertensive heart disease in aging rats. Journal of the Formosan Medical Association. , (2017).
  2. Parasuraman, S., Raveendran, R. Measurement of invasive blood pressure in rats. Journal of Pharmacology, Pharmacotherapeutics. 3 (2), 172-177 (2012).
  3. Fink, G. D. Does Tail-Cuff Plethysmography Provide a Reliable Estimate of Central Blood Pressure in Mice?. Journal of the American Heart Association: Cardiovascular and Cerebrovascular Disease. 6 (6), e006554 (2017).
  4. Wilde, E., et al. Tail-Cuff Technique and Its Influence on Central Blood Pressure in the Mouse. Journal of the American Heart Association: Cardiovascular and Cerebrovascular Disease. 6 (6), (2017).
  5. Braga, V. A., Prabhakar, N. R. Refinement of Telemetry for Measuring Blood Pressure in Conscious Rats. Journal of the American Association for Laboratory Animal Science : JAALAS. 48 (3), 268-271 (2009).
  6. Kaese, S., Verheule, S. Cardiac electrophysiology in mice: a matter of size. Frontiers in Physiology. 3 (345), (2012).
  7. Okamoto, K., Aoki, K. Development of a strain of spontaneously hypertensive rats. Japanese Circulation Journal. 27, 282-293 (1963).
  8. Van Vliet, B. N., Chafe, L. L., Antic, V., Schnyder-Candrian, S., Montani, J. P. Direct and indirect methods used to study arterial blood pressure. Journal of Pharmacological and Toxicological Methods. 44 (2), 361-373 (2000).
  9. Alam, M. A., Parks, C., Mancarella, S. Long-term Blood Pressure Measurement in Freely Moving Mice Using Telemetry. Journal of Visualized Experiments. (111), e53991 (2016).
  10. Irvine, R. J., White, J., Chan, R. The influence of restraint on blood pressure in the rat. Journal of Pharmacological and Toxicological Methods. 38 (3), 157-162 (1997).
  11. Nvd Vosse, F., Stergiopulos, N. Pulse Wave Propagation in the Arterial Tree. Annual Review of Fluid Mechanics. 43 (1), 467-499 (2011).
  12. Cosson, E., et al. Aortic stiffness and pulse pressure amplification in Wistar-Kyoto and spontaneously hypertensive rats. The American Journal of Physiology: Heart and Circulatory Physiology. 292 (5), H2506-H2512 (2007).

Play Video

Cite This Article
Lin, H., Shiou, Y., Jhuang, W., Lee, H. Simultaneous Electrocardiography Recording and Invasive Blood Pressure Measurement in Rats. J. Vis. Exp. (143), e59115, doi:10.3791/59115 (2019).

View Video