Summary
نقدم بروتوكول تخطيط القلب الذي هو من الناحية الفنية سهلة وغير مكلفة وسريعة وبأسعار معقولة في الفئران الصغيرة، ويمكن أن يؤديها مع حساسية معززة. نقترح هذه الطريقة كمقاربة فحص لدراسة العوامل الدوائية والتعديلات الجينية ونماذج الأمراض في الفئران.
Abstract
تخطيط القلب الكهربائي هو أداة قيمة لتقييم نظام الاتّاق القلبي. وقد ساعدت البحوث الحيوانية على توليد معلومات جينية ودوائية جديدة فيما يتعلق بكهربية القلب. ومع ذلك ، فإن إجراء قياسات تخطيط القلب في الحيوانات الصغيرة في الجسم الحي ، مثل الفئران ، كان تحديًا. لتحقيق هذه الغاية، استخدمنا طريقة تسجيل تخطيط القلب في الفئران المُخدّرة مع العديد من المزايا: إنها إجراء بسيط من الناحية الفنية، وغير مكلفة، ووقت قياس قصير، وبأسعار معقولة، حتى في الفئران الصغيرة. على الرغم من القيود مع استخدام التخدير، يمكن إجراء مقارنات بين التحكم والمجموعات التجريبية مع حساسية معززة. تعاملنا مع الفئران مع ناهضين والخصوم من الجهاز العصبي اللاإرادي لتحديد صحة هذا البروتوكول وقارنا نتائجنا مع التقارير السابقة. كشف بروتوكول ECG لدينا زيادة معدلات ضربات القلب وفترات QTc على العلاج مع الأتروبين، وانخفاض معدلات ضربات القلب وفترات QTc بعد العلاج كارباكول، وارتفاع معدلات ضربات القلب وفترات QTc مع isoprenaline ولكن لم يلاحظ أي تغيير في معلمات ECG على إدارة بروبرانولول. هذه النتائج مدعومة من قبل التقارير السابقة، مما يؤكد موثوقية هذا البروتوكول ECG. وهكذا، يمكن استخدام هذه الطريقة كنهج فرز لإجراء قياسات تخطيط القلب التي لولا ذلك لن يكون محاولة بسبب ارتفاع التكلفة والصعوبات التقنية.
Introduction
يُـُـُـــــُـــــــُــــــــــــــُــــــــــــــــــــــــــيَّ مخطط القلب الكهربائي (ECG)، وهو اختبار يقيس النشاط الكهربائي لنبضات القلب، أداة قيِّمة لتقييم نظام التوصيل القلبي. تشمل المعلمات التي يتم قياسها بواسطة تخطيط القلب معدل ضربات القلب، وفاصل العلاقات العامة، ومدة QRS، وفترة QT. باختصار، يتوافق الفاصل الزمني للعلاقات العامة مع الوقت المطلوب للدافع الكهربائي للسفر من عقدة الجيوب الأنفية الأذينية عبر العقدة الأذينية إلى ألياف بوركينجي؛ مدة QRS هي الوقت المناسب لفك القطب البطيني أن يحدث من خلال نظام Purkinje و عضلة القلب البطينية; وفترة QT هي مدة إعادة قطبية البطين.
وقد ساعدت تسجيلات ECG في الفئران الباحثين على فحص وظيفة القلب وتحديد الآليات الفسيولوجية والفيزيولوجية للنمط الظاهري القلبي ، مثل عدم انتظام ضربات القلب ، والرجفان الأذيني ، وفشل القلب. وقد شملت معظم البحوث القلبية الوعائية دراسات في نماذج الماوس المعدلة وراثيا. غالبًا ما يكون من الصعب الحصول على بيانات ذات مغزى عن تسجيلات ECG من الفئران الصغيرة التي تم التلاعب بها وراثيًا.
هناك عدة طرق لتنفيذ ECGs في الفئران1. تشير الدراسات إلى أن تسجيلات ECG في الحيوانات الواعية مفضلة على الحيوانات المخدرة عندما يكون ذلك ممكنًا منذ أن تم تأسيس آثار التخدير على وظيفة القلب2. اثنين من البروتوكولات التي تسجل ECG في الفئران واعية هي من ملاحظة1. نظام ECG القياسات الراديوية هو المعيار الذهبي لرصد مستمر على المدى الطويل من ECG في الفئرانواعية 1،3. على الرغم من قوتها في تسجيلها في حالة واعية، قياسات ECG ذات المقاييس المشعة مقرونة لديها عدة قيود، بما في ذلك ارتفاع النفقات للإعداد والزرع، ومتطلباتها من مشغل من ذوي الخبرة العالية، وفترة تثبيت أكثر من 1 أسبوع، حاجتها للفئران الكبيرة (> 20 غرام)، واقتناء الرصاص واحد فقط من تسجيل ECG1. نظام آخر يستخدم أقطاب موصلة بحجم مخلب جزءا لا يتجزأ من منصة يسمح تسجيلات ECG في الفئران واعية دون تخدير أو يزرع1،4. هذا النظام غير الغازية هو طريقة بديلة في الحالات التي نظم القياس الإشعاعي غير متوفرة نظرا لأنه لديه العديد من المزايا: لا شرط من العلاج الجراحي، لا حاجة للتخدير، وانخفاض التكلفة لكل ماوس (الإعداد الأولي فقط مكلفة)، وقت قصير للقياس، والقدرة على تحمل تكاليف حديثي الولادة1،,4. العيب الرئيسي لهذا النظام هو أنه لا يناسب الرصد المستمر على المدى الطويل1.
هنا نقدم طريقة أخرى غير مكلفة وبسيطة ، وسريعة ECG تسجيل في الفئران مخدر ، وتبين صحتها وحساسيتها من خلال تنفيذ تخطيط القلب بعد الحصار الذاتي / تحفيز نظام تصريف القلب. نقترح هذه الطريقة ECG لفحص آثار العوامل الدوائية، والتعديلات الجينية، ونماذج الأمراض في الفئران.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
تمت الموافقة على جميع الإجراءات الحيوانية من قبل اللجنة المحلية لرعاية واستخدام الحيوانات المختبرية، جامعة كيونغ هي (رقم الترخيص: KHUASP(SE)-18-108) ومطابقة لدليل المعاهد الوطنية للصحة الأمريكية لرعاية واستخدام الحيوانات المختبرية.
1- تجريبية
- الحفاظ على جميع الفئران (39 الفئران، Balb / c، ذكر، 7\u20129 أسابيع) في منشأة خالية من مسببات الأمراض وفقا لتوجيه لرعاية واستخدام الحيوانات المختبرية.
- الحفاظ على الفئران على 12 ساعة دورة خفيفة / داكنة في درجة حرارة ثابتة مع حرية الوصول إلى الطعام والماء.
2- إعداد التخدير
ملاحظة: يستخدم ثلاثي البروموإيثانول على تركيبات الكيتامين وisoflurane، على أساس استقرار معدل ضربات القلب وإعادة إنتاج تخطيط صدى القلب في الفئران ثلاثي البرومومييثانول-تخدير1,5,6
- جعل حل الأسهم من 2،2،2-tribromoethanol بتركيز 1 غرام لكل 1 مل الكحول اميل الثالثية. دافئ عند 40\u201245 درجة مئوية لمدة 24 ساعة. يُخزن عند 4 درجة مئوية لمدة 12 شهرًا.
- للعمل حل، وتمييع 0.5 مل من حل الأسهم في 19.5 مل من المالحة (0.9٪ كلوريد) إلى 25 ملغ / مل. دافئة عند 40\u201245 درجة مئوية لمدة 1 ساعة. يُخزن عند 4 درجة مئوية لمدة شهر واحد.
3. ECG نظام الإعداد
- تأكد من إعداد النظام بحيث لا يوجد ضوضاء أو اهتزاز في غضون 2 متر منذ إشارات ECG في الماوس حساسة للضوضاء البيئية والحركة.
- إعداد إعداد الأجهزة: نظام اكتساب البيانات، مكبر للصوت الحيوي، وجهاز كمبيوتر مثبت مع برنامج تحليل بيانات تخطيط القلب.
- قم بتوصيل نظام الحصول على البيانات بالمينايون (التيار المتردد) باستخدام كابل الطاقة.
- قم بتوصيل نظام الحصول على البيانات بالكمبيوتر باستخدام كبل USB.
- قم بتوصيل إخراج الإشارة على اللوحة الخلفية لمكبر الصوت الحيوي بمدخل تناظري على اللوحة الأمامية لنظام الحصول على البيانات باستخدام كابل.
- توصيل إخراج I2C من نظام الحصول على البيانات لإدخال I2C من مكبر الصوت الحيوي باستخدام كبل I2C.
- قم بتوصيل كابل مكبر الصوت الحيوي ثلاثية الرصاص بمأخذ الإدخال المكون من 6 دبوس على اللوحة الأمامية لمكبر الصوت الحيوي.
- قم بتشغيل نظام الحصول على البيانات باستخدام المفتاح في اللوحة الخلفية.
ملاحظة: باختصار، يتم تضخيم الإشارات من خلال مكبر للصوت الحيوي وتسجّل باستخدام نظام محوسب لحيازة البيانات وتحليلها مع إعدادات القناة التالية: معدل أخذ العينات من 2 ك/س، ونطاق 20 mV، والإعداد منخفض النجاح للتصفية 200 هرتز.
- افتح برنامج التحليل واضبطه للحصول على بيانات تخطيط القلب.
- الانتقال إلى الإعداد | إعدادات القناة. تعيين معدل العينة إلى 2 ك / س. تعيين المدى إلى 20 mV. تعيين مكبر الصوت المدخلات إلى 200 هرتز من ممر منخفض.
- اذهب إلى تحليل ECG | إعدادات تخطيط القلب. اختر "الماوس" في الإعدادات الإعداد المسبق للكشف والتحليل.
- في لوحة متوسط، اختر لسَلسَلة N (على سبيل المثال، 4 دقات أو 60 s) دورات القلب المتتالية في إشارة متوسط واحد لعرض المتوسط وعرض الجدول.
- في لوحة QTc، حدد طريقة "Bazett" ، والتي تعرف بأنها قيمة معدل ضربات القلب تصحيح الفترة QT: QTc = QT / (RR/100)0.5، فاصل RR = 60 / معدل ضربات القلب7.
4. قياس ECG
- ضع الماوس على مقياس دقيق وسجل وزنه.
- حث التخدير في الماوس عن طريق الحقن داخل الصفاق (i.p.) من محلول عمل من ثلاثي البرومويثانول (18 مل من حل العمل لكل كيلوغرام من وزن الجسم (b.w.)).
- وضع الماوس تخدير في موقف سوبين. تأكد من أن الماوس مُجَدَّد بالكامل (أقل من 2 دقيقة).
- إدراج الأقطاب الكهربائية مع الإبر الوخز بالإبر تحت الجلد في اليمين واليسار forelimbs و hindlimb اليسار وفقا لمخطط 2 ECG الرصاص وإصلاحها مع الشريط (الشكل 1). تأكد من أن عمق وموضع الأقطاب الكهربائية المدرجة متناسقة طوال التجارب.
- قم بتوصيل الأطراف الأخرى من الأقطاب الكهربائية بالنقر فوقها في الموصلات المفاجئة الثلاثة في الطرف الآخر من أسلاك الرصاص من كابل مكبرات الصوت الحيوي ثلاثية الرصاص.
- المخدرات عن طريق الحقن (i.p.) 3 دقائق بعد أن تم تسليم التخدير (الشكل 2).
- ابدأ بتسجيل 10 دقيقة من ECG بعد حقن التخدير. بمجرد الانتهاء من التسجيل، استخدم بيانات تخطيط القلب من 12 إلى 17 دقيقة بعد حقن التخدير للتحليل.
- في نهاية جلسة تسجيل تخطيط القلب ، قم بإزالة الأقطاب الكهربائية بعناية.
5- تحليل بيانات تخطيط تخطيط كهربية القلب
- اذهب إلى تحليل ECG | متوسط عرض والتأكد من أن البرنامج يحدد بشكل صحيح بداية ونهاية موجة P ، مجمع QRS ، و T موجة في يدق الفردية. إذا لزم الأمر، يمكن التصحيح اليدوي لهذه الموجات والفواصل الزمنية عن طريق تحريك المؤشرات في غير موضعها إلى المواضع المناسبة.
ملاحظة: كما هو موضح في الشكل 3A، يمتد الفاصل الزمني للعلاقات العامة في بداية الموجة P إلى تلك التي من مجمع QRS (غالبًا ما يكون مفقودًا Q wave في ECG الماوس). تمتد مدة QRS من بداية موجة Q (في المقام الأول موجة R في تخطيط الماوس) إلى نهاية الموجة S. الفاصل الزمني QT يتضمن بداية موجة Q (معظمها الموجة R في الماوس ECG) إلى نهاية موجة T. لاحظ مدة أقصر وغياب موجة Q وST قطعة في ECG الماوس نسبة إلى ECGالإنسان 8. - اذهب إلى تحليل ECG | عرض الجدول وحدد بيانات تخطيط القلب المعرّف بشكل صحيح عن طريق التحقق من الدقات الفردية في نافذة عرض المتوسط.
ملاحظة: يظهر الشكل 3 عدة أمثلة من إشارات تخطيط الانبعاثات الماوس الفعلي. يمثل الشكل 3A إشارة طبيعية من نوع البرية التي تم تحديدها بشكل صحيح فيما يتعلق بموجة P، ومركّع QRS، و WAVE T. يمكن أن يؤدي الاختيار المحوسب لموجات PQRS إلى حالات خاطئة من ضياع االخطأ، كما هو الحال في الشكل 3B إشارة طبيعية من النوع البرية التي تضع في غير محلها بداية موجة P. في الشكل 3C إشارة ECG التي في وضع غير صحيح نهاية مجمع QRS، مما أدى إلى المبالغة في تقدير مدة QRS. في الشكل 3D إشارة تخطيط القلب التي في غير محلها نهاية مجمع QRS، مما أدى إلى التقليل من شأن مجمع QRS بسبب موجة T غامضة والشكل 3E إشارة تخطيط القلب مع موجة T غير قابلة للعرف. بدون استبعاد أو تصحيحات يدوية، يمكن أن تكون فواصل PQRS أكثر أو التقليل من شأنها. تأكد من تحديد إشارات تخطيط القلب التي تم تحديدها بشكل صحيح والإشارات التي لا تفوت القمم المستهدفة. وبالتالي، فإن مثل هذه الحالات، بما في ذلك باء وجيم و دال وهاء(الشكل 3)،مستبعدة في التقدير الدقيق لبارامترات تخطيط الانبعاثات في عام. - حدد بيانات تخطيط القلب ذات الأهمية في "طريقة عرض الجدول"، ثم نسخها/لصقها إلى ملف جدول بيانات.
6 - التحليل الإحصائي
- إجراء التحليل الإحصائي باستخدام برنامج الإحصائيات. تحليل البيانات مع الظروف التجريبية أعمى. قم بإجراء اختبار t-test و Mann-Whitney U لمقارنات بين مجموعتي. تشير الأرقام في كل رقم إلى عدد أجهزة الماوس المستخدمة لكل مجموعة. الإبلاغ عن النتائج على أنها متوسط ± SEM.
- النظر في الاختلافات مع p < 0.05 بواسطة U-test لتكون ذات دلالة إحصائية: *, p < 0.05; **, p < 0.01; و ***، p < 0.005 مقابل عناصر التحكم المعنية.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
التجارب الدوائية
لتحديد ما إذا كان قياس ECG غير الباضع يعكس تأثير التشكيل اللاإرادي على نظام موصل القلب ، تم تحدي فئران Balb / c العادية مع ناهضين وخصوم للنظام العصبي اللاإرادي (ANS). واستخدمت الأتروبين والكارباخول للتأثير الحصار اللاإرادي اللاإرادي اللالاماثي والتحفيز، على التوالي، في حين تدار بروبرانولول وisoprenaline لإثارة الحصار والتحفيز غير الطبيعي متعاطفة، على التوالي9.
ارتفع معدل ضربات القلب بشكل كبير في الأتروبين -(ص < 0.05) وفئران المعالجة بـisoprenaline(p < 0.05) وسقط مع كارباكول(p < 0.005) مقارنة مع السيارة (مركبة، 391 ± 13 bpm مقابل الأتروبين، 487 ± 15 bpm مقابل كارباكول، 158 ± 7 bpm؛ مركبة، 382 ± 14 bpm مقابل isoprenaline، 548 ± 8 bpm؛ مركبة، 404 ± 25 bpm مقابل بروبرانولول، 303 ± 16 bpm)(الشكل 4). بالإضافة إلى ذلك، ارتفع الفاصل الزمني QTc في الأتروبين -(ص < 0.05) والفئران المعالجة بـisoprenaline(p < 0.05) وانخفضت في الفئران المعالجة بالكارباخول(p < 0.005) مقابل مركبة (مركبة، 46.5 ± 0.6 مللي ثانية مقابل الأتروبين، 51.1 ± 1.3 مللي ثانية مقابل كارباكول، 29.4 ± 1.0 مللي ثانية؛ مركبة، 41.8 ± 1.2 مللي ثانية مقابل الأيزوبرينالين، 57.5 ± 3.5 مللي ثانية)(الشكل 4). ويبين الشكل 5 آراء الرسم البياني التمثيلية ولآراء متوسط لإشارات تخطيط القلب في الاتروبين- والكارباخول والفئران المعالجة بالمركبات.
الشكل 1: وضع الرصاص في تخطيط تخطيط القلب.
يتم إدخال أقطاب الإبرة بالإبر تحت الجلد وفقا لخطة الرصاص II ECG (اليمين واليسار forelimbs و hindlimb الأيسر) ويتم إصلاحها مع الشريط. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 2: مخطط العلاج بالمخدر والعقاقير.
بعد ثلاث دقائق من حقن التخدير (مثل تريبرومويثانول)، والعقاقير التي تُدرِّس (مثل الأتروتبينين، والكارباخول، والأيزوبرينالين، وبروبرانولول؛ أي ب).). بعد عشر دقائق من تسليم التخدير، ابدأ بتسجيل تخطيط القلب. جمع بيانات تخطيط القلب من 12\u201217 دقيقة بعد حقن التخدير. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 3: أمثلة على إشارات تخطيط الانبعاثات الماوس.
(أ) إشارة طبيعية من نوع البرية التي تم تحديدها بشكل صحيح فيما يتعلق موجة P ، مجمع QRS ، و T wave. (ب) إشارة طبيعية من نوع البرية التي في غير محلها بداية موجة P. (C) إشارة تخطيط القلب التي تضع نهاية مجمع QRS في غير محلها. (D) إشارة تخطيط القلب التي تضع نهاية مجمع QRS في غير محلها بسبب موجة T غامضة. (E) إشارة تخطيط القلب مع موجة T غير قابلة للحدد. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 4: قياسات ECG في الفئران المعالجة بناهضين وخصوم للجهاز العصبي اللاإرادي.
(أ)إدارة الأتروبين (1 ملغ/ كغ) يزيد من معدل ضربات القلب و QTc الفاصل الزمني. (B) كارباكول (0.5 ملغ / كغ) يقلل من معدل ضربات القلب و QTc الفاصل الزمني. (C) Isoprenaline (1 ملغ / كغ) يزيد من معدل ضربات القلب وQTc الفاصل الزمني. (D) بروبرانولول (1 ملغ / كغ) لا يغير أي معلمات تخطيط القلب. *، p < 0.05; p p < 0.005. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 5: إشارات تخطيط القلب التمثيلية للفئران المعالجة بناهضات وخصوم الجهاز العصبي اللالامبالي.
(A) إشارات تخطيط القلب للماوس المعالج بالمركبات المكتسبة من طرق عرض المخططات وطرق عرض المتوسط (برنامج تحليل البيانات). (ب) إشارات الماوس المعالجة الأتروبين. (C) إشارات الماوس carbachol المعالجة. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
هناك عدة خطوات هامة في البروتوكول. يجب أن تكون البيئة المحيطة خالية من الضوضاء والاهتزاز. يجب إدخال أقطاب ECG تحت الجلد بشكل ثابت وثابت تتطلب خطوة الإدراج تجارب أولية حتى يتم اختبار الباحث تقنيًا. وعلاوة على ذلك، ينبغي إعداد مخدر وتخزينها بشكل مناسب واستخدامها في الجرعة المناسبة. وأخيراً، يجب أن يكون موقع موجات PQRS بشكل مناسب في ضربات ECG الفردية في إطار عرض المتوسط.
وشملت دراساتنا اختبار المخدرات. ومع ذلك، إذا تم حذف الاختبارات الدوائية، يمكن تعديل الخطوة 4.7 عن طريق بدء تسجيل 5 دقائق بعد حقن التخدير، ويمكن استخدام بيانات تخطيط القلب من 10 إلى 15 دقيقة. القيم تخطيط القلب مستقرة نسبيا أكثر من 15 دقيقة بعد التخدير وقد تم تكرارها في نفس الماوس 6 ح بعد القياس الأول5.
إن الحصار والتحفيز الذاتيين بالعقاقير يثيران استجابات متباينة فيما يتعلق بمعدل ضربات القلب. وقد استخدمت عدة بروتوكولات في البحوث تخطيط القلب. بناء على تسجيلات تخطيط القلب telemetered في الفئران والأتروبين ، isoprenaline ، وبروبرانولول لم يغير بشكل كبير معدل ضربات القلب، في حين أن كارباكول انخفض بشكل كبير (من النوع البري، 739 ± 33 bpm؛ الأتروبين، 726 ± 5 bpm؛ كارباكول، 205 ± 54 bpm؛ isoprenaline، 722 ± 32 bpm؛ بروبرانولول، 560 ± 21 bpm)9. استنادا إلى تسجيلات ECG من قبل النظام غير الباضع الذي يستخدم أقطاب موصلة بحجم مخلب جزءا لا يتجزأ من منصة, الأتروبين وisoprenaline زيادة كبيرة في معدل ضربات القلب في الفئران(ص < 0.05)، في حين أن بروبرانولول لم يغيرها (p = NS) (من النوع البري ، 706 ± 13 bpm ؛ الأتروبين ، 727 ± 12 bpm ؛ isoprenaline ، 12 ± 2 ٪ زيادة مقابل السيطرة ؛ بروبرانولول ، 584 ± 53 bpm)4،10. مع هذا النظام ECG غير باضع, ايزبرينالين الناجمة عن الجزء ST الاكتئاب4.
يتم الحصول على إشارات ECG السطحية (الرصاص الثاني عبر أقطاب الأطراف) تحت التخدير isoflurane أثناء تخطيط صدى القلب عبر الصدر عالية الدقة (TTE) مع نظام الموجات فوق الصوتية11. وتشير تسجيلات ECG من قبل TTE أن معدل ضربات القلب زاد 15 دقيقة بعد إدارة الأتروبين11. على غرار بروتوكول لدينا، تسجيلات تخطيط القلب 6-الرصاص تحت التخدير مع tribromoethanol باستخدام أقطاب 5 إبرة (1 أقطاب كهربائية مزروعة تحت الجلد في كل طرف و 1 وضعت في موقف ما قبل الكولدين) التي ترتبط بنظام الحصول على البيانات مع مجموعة مكبر للصوت12. باستخدام هذه الطريقة، باستخدام تخطيط القلب 6-الرصاص، كارباخول خفضت بشكل كبير معدل ضربات القلب(p < 0.001) وزيادة فترة QT(p < 0.001)، ولكن بروبرانولول لم تغير بشكل كبير أي من المعلمتين (البرية من نوع، 395 ± 65 bpm؛ كارباخول، 177 ± 36 bpm؛ بروبرانولول، 351 ± 30 bpm)12. وأظهر تقرير آخر الذي أدلى بقياسات تخطيط القلب 3 الرصاص تحت التخدير مع ثلاثي البروم إميثانول أن isoprenaline زيادة كبيرة في معدل ضربات القلب في الفئران من النوع البري(p < 0.01) (البرية من نوع, 422 ± 17 bpm; isoprenaline, 503 ± 27 bpm)13. 14 عموما، ومعدل ضربات القلب هو أقل في قياسات ECG تحت التخدير مما كانت عليه في تلك الموجودة في الماوس واعية. وتنعكس الاختلافات بين المجموعات الخاضعة للسيطرة والمخدرات المعالجة بشكل جيد في تسجيلات ECG تحت التخدير ومن قبل النظام الذي يستخدم أقطاب موصلة بحجم مخلب جزءا لا يتجزأ من منصة، في الماوس واعية، لأن التغيرات في معدل ضربات القلب والفاصل QT يتم الكشف عن العلاج مع الأتروبين، كارباكول، وisoprenaline ولكن ليس بروبرانولول وحدها10،,11،,12،13. في المقابل، التسجيلات ECG telemetered الكشف عن التغيرات فقط في معدل ضربات القلب عن طريق carbachol9.
هذا الأسلوب ECG تحت التخدير مع تريبرومومييثانول تلاحظ أيضا الاختلافات في معدل ضربات القلب وQTc الفاصل الزمني على الإدارة مع الأتروبين, كارباكول, وisoprenaline ولكن ليس بروبرانولول, مما يعني حساسية عالية. هنا مع الاضطرابات اللاإرادية، أظهرنا تغيرات في معدل ضربات القلب والفترة QTc. كذلك نشرنا مخطوطة مع أسلوبنا ECG الذي يصف تغييرا في فترة العلاقات العامة وآخر أن يتناول التغيرات في مدة QRS والفترة QTc، ودعم جزئي حساسية في جميع موجات PQRS15،16.
البروتوكول لديه العديد من المزايا التي يمكن مقارنتها بطريقة غير الغازية التي تسمح ECG تسجيل في الماوس واعية مع أقطاب مخلب الحجم جزءا لا يتجزأ من منصة. ومع ذلك، فإن الحد الرئيسي من بروتوكولنا هو استخدام التخدير مثل ثلاثي البرومويثانول. يستخدم ثلاثي البروموإيثانول أكثر من تركيبات الكيتامين وisoflurane، استنادا إلى استقرار معدل ضربات القلب واستنساخ صدى القلب في ثلاثي البروموميثينول تخدير الفئران1,5,6 على الرغم من أن تسجيلات ECG في واع يفضل أن تكون تحت التخدير, الاختلافات في لهجة متعاطفة وتليفزيانات, ومعدل ضربات القلب عالية نسبيا في بعض الأحيان جعل القياسات في الفئران واعية أقل من مثالية لجميع تطبيقات تخطيط صدى القلب6.
عموما، على الرغم من قيودها (على سبيل المثال، استخدام التخدير)، لدينا طريقة تخطيط القلب لدينا العديد من المزايا: '1' هو إجراء بسيط من الناحية الفنية تتطلب فقط الإدراج مستقرة من أقطاب ECG تحت الجلد، (2) لديها تكاليف تجريبية منخفضة - الإنفاق هو في المقام الأول لإعداد الأجهزة الأولية. (3) لديه وقت قياس قصيرة أقل من 20 دقيقة لكل فأرة، ويمكن إجراؤها على الفئران الصغيرة (> 15 غرام وزن الجسم، في تجربتنا)16 وحتى حديثي الولادة (أيام ما بعد الولادة 2\u20124)17. وهكذا، يمكن إجراء تجارب فحص العقاقير ومختلف أنواع الفئران (مثل نماذج الأمراض المعدلة وراثيا) بسرعة ودون تكلفة كبيرة للفأرة الواحدة، مما يشكل تحليلا موثوقا وحساسا ويمكن استخدامه كبيانات داعمة إضافية تتجاوز تسجيلات تخطيط القلب عن بعد.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
ولا يعلن أصحاب البلاغ عن أي تضارب في المصالح، مالي أو غير ذلك.
Acknowledgments
وقد تم دعم هذا العمل من قبل برامج البحوث العلمية الأساسية التي تديرها المؤسسة الوطنية للبحوث في كوريا (NRF) (2015R1C1A2A01052419 و 2018R1D1A1B07042484).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 2,2,2-tribromoethanol | Sigma-Aldrich | T48402-25G | anesthetics, Avertin |
| Animal | Japan SLC, Inc., Shizuoka, Japan | Balb/c mice, male, aged 7-9 weeks | |
| Atropine | Sigma-Aldrich | A0123 | parasympathetic antagonist |
| BioAmp | AD Instruments, Bella Vista, Australia | ML132 | bio amplifier |
| Carbachol | Sigma-Aldrich | C4382 | parasympathetic agonist |
| Electrodes with acupuncture needles | DongBang Acupuncture Inc., Sungnam, Korea | DB106 | 0.20 x 15 mm |
| Isoprenaline | Sigma-Aldrich | I2760 | sympathetic agonist |
| LabChart 8 | AD Instruments, Bella Vista, Australia | data analysis software | |
| Mouse food | LabDiet, St. Louis, MO, USA | 5L79 | Mouse diet |
| PowerLab 2/28 | AD Instruments, Bella Vista, Australia | data acquisition system | |
| Propranolol | Sigma-Aldrich | P0884 | sympathetic antagonist |
| SPSS Statistics program | SPSS | SPSS 25.0 | statistics program |
References
- Ho, D., et al. Heart rate and electrocardiography monitoring in mice. Current Protocols in Mouse Biology. 1, 123-139 (2011).
- Vatner, S. F., Takagi, G., Asai, K., Shannon, R. P. Cardiovascular physiology in mice: Conscious measurements and effects of anesthesia. Cardiovascular Physiology in the Genetically Engineered Mouse. , 257-275 (2002).
- Cesarovic, N., Jirkof, P., Rettich, A., Arras, M. Implantation of radiotelemetry transmitters yielding data on ecg, heart rate, core body temperature and activity in free-moving laboratory mice. Journal of visualized experiments : JoVE. (57), (2011).
- Chu, V., et al. Method for non-invasively recording electrocardiograms in conscious mice. BMC Physiology. 1, 6 (2001).
- Kim, M. J., Lim, J. E., Oh, B. Validation of non-invasive method for electrocardiogram recording in mouse using lead ii. Biomedical Science Letters. 21, 135-143 (2015).
- Roth, D. M., Swaney, J. S., Dalton, N. D., Gilpin, E. A., Ross, J. Impact of anesthesia on cardiac function during echocardiography in mice. American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 282 (6), 2134-2140 (2002).
- Mitchell, G. F., Jeron, A., Koren, G. Measurement of heart rate and q-t interval in the conscious mouse. The American Journal of Physiology. 274 (3), 747-751 (1998).
- Farraj, A. K., Hazari, M. S., Cascio, W. E. The utility of the small rodent electrocardiogram in toxicology. Toxicological sciences : an official journal of the Society of Toxicology. 121 (1), 11-30 (2011).
- Gehrmann, J., et al. Impaired parasympathetic heart rate control in mice with a reduction of functional g protein betagamma-subunits. American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 282 (2), 445-456 (2002).
- Chu, V., et al. Electrocardiographic findings in mdx mice: A cardiac phenotype of duchenne muscular dystrophy. Muscle & Nerve. 26 (4), 513-519 (2002).
- Merentie, M., et al. Mouse ecg findings in aging, with conduction system affecting drugs and in cardiac pathologies: Development and validation of ecg analysis algorithm in mice. Physiological Reports. 3 (12), (2015).
- Calvillo, L., et al. Propranolol prevents life-threatening arrhythmias in lqt3 transgenic mice: Implications for the clinical management of lqt3 patients. Heart Rhythm : the Official Journal of the Heart Rhythm Society. 11 (1), 126-132 (2014).
- Zhang, Y., et al. Acute atrial arrhythmogenicity and altered ca(2+) homeostasis in murine ryr2-p2328s hearts. Cardiovascular Research. 89 (4), 794-804 (2011).
- Kmecova, J., Klimas, J. Heart rate correction of the qt duration in rats. European Journal of Pharmacology. 641 (2-3), 187-192 (2010).
- Kim, H. O., et al. Garem1 regulates the pr interval on electrocardiograms. Journal of Human Genetics. 63 (3), 297-307 (2018).
- Nam, J. M., Lim, J. E., Ha, T. W., Oh, B., Kang, J. O. Cardiac-specific inactivation of prdm16 effects cardiac conduction abnormalities and cardiomyopathy-associated phenotypes. American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 318 (4), 764-777 (2020).
- Knollmann, B. C., et al. Isoproterenol exacerbates a long qt phenotype in kcnq1-deficient neonatal mice: Possible roles for human-like kcnq1 isoform 1 and slow delayed rectifier k+ current. The Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. 310 (1), 311-318 (2004).
