Elektrokardiyogram (EKG) kardiyak elektrofizyolojiyi anlamada anahtar değişkendir. Fiziksel egzersizin yararlı etkileri vardır, ancak kardiyovasküler hastalıklar bağlamında da zararlı olabilir. Bu makale, egzersiz sırasında farelerde kardiyak elektrofizyoloji üzerindeki etkilerini araştırmaya hizmet edebilecek gerçek zamanlı EKG’yi kaydetme yöntemini sunmaktadır.
Düzenli fiziksel egzersiz, çeşitli metabolik ve elektrofizyolojik süreçleri etkileyen, kardiyovasküler sağlığa önemli bir katkıda bulunur. Bununla birlikte, kalıtsal aritmi sendromları gibi bazı kalp hastalıklarında, örneğin aritmojenik kardiyomiyopati (ACM) veya miyokardit, fiziksel egzersizin kalp üzerinde proaritmojenik substrat üretimine yol açan olumsuz etkileri olabilir. Şu anda, egzersizle ilişkili proaritmojenik yeniden yapılanmanın altında yatan moleküler mekanizmalar büyük ölçüde bilinmemektedir, bu nedenle hastalık (lar) bağlamında egzersizin hangi sıklığının, süresinin ve yoğunluğunun güvenli kabul edilebileceği belirsizliğini korumaktadır.
Önerilen yöntem, koşu bandı antrenmanını EKG’nin gerçek zamanlı izlenmesi ile birleştirerek fiziksel egzersizin proaritmik / antiaritmik etkilerini incelemeye izin verir. İmplante edilebilir telemetri cihazları, serbest hareket eden farelerin EKG’sini hem istirahatte hem de koşu bandı eğitimi sırasında 3 aya kadar bir süre boyunca sürekli olarak kaydetmek için kullanılır. Analiz modülleri ile veri toplama yazılımı, kalp atış hızı, P dalga süresi, PR aralığı, QRS aralığı veya QT süresi gibi temel EKG parametrelerini istirahatte, antrenman sırasında ve sonrasında analiz etmek için kullanılır. Ayrıca kalp hızı değişkenliği (HRV) parametreleri ve aritmi oluşumu değerlendirilir. Kısacası, bu makalede, fare modellerinde potansiyel proaritmojenik yeniden yapılanma da dahil olmak üzere, kardiyak elektrofizyoloji üzerindeki egzersize bağlı etkileri deneysel olarak araştırmak için adım adım bir yaklaşım açıklanmaktadır.
Sağlıklı bir yaşam için düzenli fiziksel aktivite önemlidir. Bununla birlikte, bazı kardiyovasküler koşullar, bu sağduyu anlaşmasının en azından sorgulanabilir olduğu durumlara yol açmaktadır. Miyokarditli hastalarda, mevcut veriler egzersizin olumsuz etkilerini bile göstermektedir ve bu nedenle, bu hastalarda tüm egzersizin belirli bir süre duraklatılması önerilir 1,2,3. Kalıtsal aritmi sendromları gibi diğer kardiyovasküler hastalıklarda (KVH), uygun egzersiz düzeyine ilişkin nispeten daha az kanıt vardır4,5,6,7, bu da bu vakalarda, çoğunlukla genç ve fiziksel olarak aktif hastalar için klinik danışmanlığı çok zorlaştırmaktadır.
Kontratilitenin azalmasına ve kalp yetmezliğine yol açan advers yeniden şekillenme ve aritmilere ve ani kardiyak ölüme yol açan proaritmojenik yeniden şekillenme, kalp üzerinde egzersize bağlı zararlı etkilerin ayırt edici özellikleri olarak önerilmiştir8. Çok sayıda çalışma, ılımlı egzersizin geniş bir farklı hastalık spektrumu üzerindeki yararlı etkilerini göstermektedir 9,10. Bununla birlikte, kapsamlı antrenman, özellikle sağlıklı sporcularda aritmilere yol açan kalp üzerinde zararlı etkilere sahip olabilir11. Savunmasız bir proaritmik substrat üretimine yol açan yapısal yeniden yapılanma süreçleri, maraton koşucuları12’de gösterildiği gibi bu paradoks durumun altında yatıyor olsa da, hem sağlıklı insanlarda hem de kardiyovasküler hastalıkları olan hastalarda egzersizle ilgili olumsuz yeniden yapılanmanın spesifik mekanizmaları büyük ölçüde bilinmemektedir.
Hayvanlarda, özellikle farelerde, çok çeşitli kardiyovasküler hastalıkları taklit etmek için birkaç uygun model geliştirilmiştir13,14. Ayrıca, 15,16,17 numaralı farelerde, motorlu koşu bandı eğitimi, gönüllü tekerlek koşusu (VWR) ve yüzme 17,18 dahil olmak üzere çeşitli egzersiz modelleri ve eğitim protokolleri oluşturulmuştur. Kardiyak elektrofizyolojinin EKG monitörizasyonu ile değerlendirilmesi klasik olarak hayvan ile bir tür tespit cihazı arasında doğrudan iletken bir bağlantıya bağlıdır. Bu nedenle, örneğin keskin elektrotlar19 kullanılarak EKG kayıtları elde etmek için hayvanların uyuşturulması gerekir veya hayvanların bir kısıtlayıcı 20 tarafından hareketsiz hale getirilmesi gerekir veya örneğin pençe-elektrotlar 21 veya iletken platformlar22 kullanıldığında sadece temel analize izin veren hareket artefaktları nedeniyle veri kalitesi azalır. Bu nedenle, yukarıda belirtilen yaklaşımların hiçbiri eğitim protokolleriyle uyumlu değildir ve sonuç olarak farelerde olumsuz yeniden şekillenmeye yol açan egzersizle ilgili mekanizmalar üzerine yapılan çalışmaları engellemektedir. İmplante edilebilir telemetri cihazları bu engellerin üstesinden gelebilir ve günümüzde bilinçli ve hareketli hayvanlarda murin elektrofizyolojisini in vivo olarak değerlendirmek için en güçlü araç ve altın standarttır23,24. Mevcut telemetri donanım çözümleri, kafeslerindeki fareleri25,26 izlemek için geliştirilmiştir ve genellikle veri toplama için kafesin altına bir alıcının yerleştirilmesini gerektirir, böylece bu koşullar dışında gerçek zamanlı izlemeyi zorlaştırır. Burada, implante telemetri cihazları kullanan farelerde koşu bandı eğitimi sırasında gerçek zamanlı EKG kaydı ile egzersizin kardiyak elektrofizyoloji ve aritmogenez üzerindeki etkilerini araştırmak için bir yaklaşım sunuyoruz. Elde edilen tüm parametreler Tomsits ve ark.23 tarafından daha önce tarif edildiği gibi analiz edilmiştir.
Mevcut kılavuzlar, kardiyovasküler risk faktörlerinin önemli bir değiştiricisi olduğu gösterildiği için düzenli fiziksel aktiviteyi önermektedir30. Ayrıca, orta derecede fiziksel aktivitenin hem birincil hem de ikincil önlemede atriyal fibrilasyona (AF) karşı koruyabileceğine dair artan sayıda kanıt vardır31,32,33. Aksine, maraton koşucuları gibi dayanıklılık sporcularının AF ge…
The authors have nothing to disclose.
Bu çalışma Alman Araştırma Vakfı (DFG; Vasküler Tıpta Klinisyen Bilim İnsanı Programı (PRIME), MA 2186/14-1 – P. Tomsits), Alman Kardiyovasküler Araştırma Merkezi (DZHK; 81X2600255 – S. Clauss), Corona Vakfı (S199/10079/2019 – S. Clauss) ve ERA-NET – Kardiyovasküler Hastalıklar (ERA-CVD; 01KL1910 – S. Clauss). Fon verenlerin el yazması hazırlamada hiçbir rolü yoktu.
14-gauge needle | Sterican | 584125 | |
Any mouse | e.g. Jackson Laboratories | ||
Bepanthen | Bayer | 1578675 | |
Carprofen 0.005 mg/µL | Zoetis | 53716-49-7 | |
Data Exchange Matrix 2.0 (MX2) | Data Science International | Manages communication between PhysioTel and PhysioTel HD telemetry implants and the acquisition computer. | |
Enrofloxacin 25 mg/ml | Baytril | 400614.00.00 | |
Fentanyl 0.5 mg/10 mL | Braun Melsungen | ||
Fine forceps | Fine Science Tools | 11295-51 | |
Five Lane Treadmill for Mouse | Panlab – Harvard Apparatus | 76-0896 | Includes treadmill unit, touchscreen control unit, a sponge , and cables |
Iris scissors | Fine Science Tools | 14084-08 | |
Isoflurane 1 mL/mL | Cp-Pharma | 31303 | |
Isoflurane vaporizer system | Hugo Sachs Elektronik | 34-0458, 34-1030, 73-4911, 34-0415, 73-4910 | Includes an induction chamber, a gas evacuation unit and charcoal filters |
LabChart Pro 8.1.16 | ADInstruments | ||
Magnet | Data Science International | ||
Modified Bain circuit | Hugo Sachs Elektronik | 73-4860 | Includes an anesthesia mask for mice |
Modular connectors | Data Science International | Connecting cables between Reciever, Signal Interface and Matrix 2.0 (MX2) | |
Novafil s 5-0 | Medtrocin/Covidien | 88864555-23 | |
Octal BioAmp | ADInstruments | FE238-0239 | Amplifier for recording Surface ECG |
Octenisept | Schülke | 121418 | |
Oxygen 5 L | Linde | 2020175 | Includes a pressure regulator |
PhysioTel ETA-F10 transmitter | Data Science International | ||
PhysioTel receiver RPC-1 | Data Science International | Signal reciever | |
Ponemah 6.42 | Data Science International | ECG Analysis Software | |
Powerlab | ADInstruments | 3516-1277 | Suface ECG Acquisition hardware device. Includes ECG electrode leads |
Prism 8.0.1 | Graph Pad | ||
Radio Device (Sony AF/AM) | Sony | ||
Signal Interface | Data Science International | Acquires and synchronizes digital signals with telemetry data in Ponemah v6.x. | |
Spring scissors | Fine Science Tools | 91500-09 | |
Surgical platform | Kent Scientific | SURGI-M | |
Tergazyme 1% | Alconox | 13051.0 | Commercial cleaning solution |
Tweezers | Kent Scientific | INS600098-2 |