Bu çalışmada, sıçanlarda atriyal fibrilasyonun (AF) etkin indüksiyonu için transözofageal atriyal patlama pacing'in deneysel bir protokolü açıklanmaktadır. Protokol, sağlıklı veya yeniden şekillendirilmiş kalpleri olan sıçanlarda kullanılabilir, AF patofizyolojisinin incelenmesine, yeni terapötik hedeflerin belirlenmesine ve yeni terapötik stratejilerin değerlendirilmesine izin verir.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Sıçanlarda Atriyal Fibrilasyon İndüksiyonu için Transözofageal Atriyal Patlama Pacing
Bu makalede
Özet
Özet
Hayvan çalışmaları, atriyal fibrilasyon (AF) patofizyolojisi ve terapötik yönetimi ile ilgili anlayışımıza önemli bilgiler getirmiştir. AF patogenezinde rol oynayan ana mekanizmalardan biri olan yeniden giriş, meydana gelebilmesi için belirli bir miyokard dokusu kitlesi gerektirir. Atriyumun küçük boyutu nedeniyle, kemirgenler uzun zamandır AF'ye 'dirençli' olarak kabul edilmiştir. Sıçanlarda spontan AF'nin meydana geldiği gösterilmiş olmasına rağmen, bu modellerde aritmi oluşması için uzun süreli takip (50 haftaya kadar) gereklidir. Bu çalışmada, sıçanlarda AF'nin hızlı ve verimli indüksiyonu için transözofageal atriyal patlama pacing'in deneysel bir protokolü açıklanmaktadır. Protokol, sağlıklı veya yeniden şekillendirilmiş kalpleri olan sıçanlarda, çok çeşitli risk faktörlerinin varlığında, AF patofizyolojisinin incelenmesine, yeni terapötik hedeflerin belirlenmesine ve yeni profilaktik ve / veya terapötik stratejilerin değerlendirilmesine izin vererek başarıyla kullanılabilir.
Giriş
Atriyal fibrilasyon (AF) klinik pratikte en sık karşılaşılan sürekli kardiyak aritmidir ve insidansı ve prevalansı tüm dünyada dramatik bir şekilde artmaya devam etmektedir1. Bu aritmi, son çalışmalara göre dünya nüfusunun% 4'ünü etkilemektedir2. Bununla birlikte, paroksismal AF'nin asemptomatik olabileceği ve bu nedenle saptanmadan kaçabileceği göz önüne alındığında, AF'nin gerçek prevalansının literatürde sunulandan çok daha yüksek olması muhtemeldir.
AF'nin patofizyolojisi yoğun olarak incelenmiştir. Bununla birlikte, bu karmaşık aritminin altında yatan mekanizmalar tam olarak aydınlatılamamıştır ve bu, etkinliği şüpheli olan sınırlı terapötik seçeneklere yansımaktadır. Hayvan çalışmaları, AF patofizyolojisi ve terapötik yönetimi ile ilgili anlayışımıza önemli bilgiler getirmiştir. AF patogenezi3'te rol oynayan ana mekanizmalardan biri olan yeniden giriş, meydana gelmek için belirli bir miyokard dokusu kütlesi gerektirir. Bu nedenle, AF çalışmalarında genellikle büyük hayvanlar tercih edilirken, atriyumlarının küçük boyutu nedeniyle, kemirgenler uzun zamandır AF'ye 'dirençli' olarak kabul edilmiştir. Bununla birlikte, büyük hayvanların kullanımı çoğunlukla taşıma zorlukları nedeniyle engellenmektedir. Bu arada, spontan AF'nin sıçanlarda meydana geldiği gösterilmiş olmasına rağmen, bu modellerde aritmimeydana gelmesi için uzun süreli takip (50 haftaya kadar) gereklidir5. Küçük kemirgenlerde hızlı AF oluşumunu sağlayan modeller de geliştirilmiştir. Çoğu zaman, bu modeller AF 6,7'yi yapay olarak indüklemek için genellikle eşlik eden parasempatik stimülasyon veya asfiksi gibi diğer elverişli koşulların varlığında akut elektriksel stimülasyon kullanır. Etkili olmasına rağmen, bu tür modeller atriyumun ilerleyici elektriksel, yapısal, otonomik veya moleküler yeniden şekillenmesi gibi AF ile ilgili kritik özelliklerin değerlendirilmesine veya konvansiyonel veya konvansiyonel olmayan antiaritmik ilaçların atriyal substrat veya ventriküler pro-aritmi riski üzerindeki etkilerinin değerlendirilmesine izin vermez 8,9.
Bu çalışma, sıçanlarda AF'nin hızlı ve verimli indüksiyonu için uzun süreli transözofageal atriyal patlama hızının deneysel bir protokolünü açıklamaktadır. Protokol hem akut hem de uzun süreli çalışmalar için uygundur ve sağlıklı veya yeniden şekillendirilmiş kalpleri olan sıçanlarda, çok çeşitli risk faktörlerinin varlığında, AF patofizyolojisinin incelenmesine, yeni terapötik hedeflerin belirlenmesine ve yeni profilaktik ve / veya terapötik stratejilerin değerlendirilmesine izin vererek başarıyla kullanılabilir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Protokol
Hayvan deneklerle ilgili prosedürler, Târgu Mureș Tıp, Eczacılık, Bilim ve Teknoloji Üniversitesi "George Emil Palade" Etik Komitesi tarafından, Romanya Ulusal Sıhhi Veterinerlik ve Gıda Güvenliği Kurumu tarafından onaylanmış ve Uluslararası Laboratuvar Hayvanları Bilimi Konseyi kılavuzlarına (Direktif 2010/63/EU) uyulmuştur.
1. Transözofageal atriyal patlama pacing protokolü
- Yetişkin erkek Wistar sıçanlarını (200-400 g vücut ağırlığı) iki gruba randomize edin: STIM ve SHAM.
- Hayvanları anestezi altına alın.
- İndüksiyon için% 2.5 izofluran, 4 L / dak,% 99.5O2 kullanın.
- Bakım için, intraperitoneal olarak uygulanan bir ketamin / medetomidin (75.0 / 0.5 mg / kg) karışımı kullanın.
- Kornea refleksini (% 5 glikoz çözeltisi) ve nosiseptif yoksunluk refleksini (ayak parmağı sıkışması) test ederek anestezinin derinliğini kontrol edin. Solunum hızını (anestezi sırasında% 50'lik bir düşüş kabul edilebilir; normal oran 70-120 nefes / dakika arasındadır) ve vücut ısısını rektal termometre kullanarak izleyin (normal sıcaklık 96.5 - 99.5 ° F veya 35.9 - 37.5 ° C arasındadır).
NOT: Prosedüre ancak anestezinin etkinliği doğrulandıktan sonra devam edin. Protokol boyunca periyodik olarak anestezi derinliğini izleyin. Gerektiğinde intraperitoneal ketamin / medetomidin enjeksiyonunu tekrarlayın. - Kornea hasarını önlemek için her iki göze de oftalmik merhem uygulayın.
- Hayvanı sırtüstü pozisyonda koyun ve vücut ısısını ~ 37 ° C'de tutmak için bir ısıtma yastığına yerleştirin.
- Üç yüzey EKG elektrotunu sıçan uzuvlarına bir kurşun II konfigürasyonunda takın (Şekil 1A).
- Negatif elektrodu sağ ön ayağa yerleştirin.
- Pozitif elektrodu sol arka bacağa yerleştirin.
- Topraklama elektrodunu sol ön ayaklara yerleştirin.
- İnce elastik bilezik dize kabloları kullanarak elektrotları yerine sabitleyin.
- Yüzey EKG kaydını açın ve ticari veya yerel olarak geliştirilmiş bir edinme programı10 kullanarak prosedür boyunca sürekli EKG kaydı yapın (Şekil 1B).
- Elektriksel stimülasyon için, mikrodenetleyici tabanlı bir kalp pili10'a bağlı 5-6 F kuadripolar kateter kullanın.
- Hayvan anestezi uygulandıktan sonra, kateteri ağız boşluğundan yemek borusuna yerleştirin. Kateterin yemek borusuna yerleştirilmesi gereken derinliğe yaklaşmak için üst kesici dişler ve kalp arasındaki mesafeyi (palpasyonla değerlendirilir) ölçün.
DİKKAT: Özofagus perforasyonu riski olduğundan kateteri zorlamamaya dikkat edin. - Stimülasyon kateterinin atriyum seviyesinde doğru pozisyonunu aşağıdaki gibi onaylayın.
- Elektrik stimülasyonunu 400 uyaran/dakika frekansında uygulayın (uyaran süresi 6 ms).
- EKG izlemenin atriyumun sürekli yakalandığını gösterip göstermediğini kontrol edin (yani, her elektriksel uyaranı dar bir QRS kompleksi takip eder) (Şekil 2).
- Diyastolik eşiği, yani atriyal yakalama elde etmek için gereken en düşük voltajı (genellikle 10 V ile 20 V arasında) belirleyin.
NOT: STIM grubundaki hayvanlar için aşağıdakileri gerçekleştirin. - Kateterin doğru konumu belirlendikten sonra, uyarıcıyı diyastolik eşiğin 3 V üzerindeki bir voltajda 4.000 uyaran / dakika frekansına (uyaran süresi 6 ms) ayarlayın (Şekil 3).
- Her hayvana, her biri 20 sn olmak üzere, döngüler 11 arasında 5 dakikalık serbest bir aralıkla15 ardışık stimülasyon döngüsü uygulayın. Çalışma hedeflerine bağlı olarak, her sıçan için protokolü 10 gün boyunca, haftada 5 gün oranında, her gün aynı saatte tekrarlayın.
- Stimülasyonun etkinliğini aşağıdaki gibi kontrol edin.
- Hızlı temponun sonunda, sinüs ritmi sırasında kaydedilen döngü uzunluğundan daha uzun bir zaman aralığı olarak görünen sinüs düğümü iyileşme süresini (SNRT) tanımlayın (Şekil 4A) ve aşırı hız bastırma sona erdikten sonra sinüs ritminin yeniden başlatılması için gereken zaman aralığını temsil eder.
NOT: Overdrive bastırma, kalbi içsel ritimden daha yüksek bir hızda elektriksel olarak uyararak sinüs düğümü aktivitesinin inhibisyonunu temsil eder. - Burada üç veya daha fazla ardışık düzensiz, supraventriküler atımın (yani, dar QRS kompleksleri ile düzensiz ventriküler yanıt) varlığı olarak tanımlanan AF atağının oluşumunu, P-dalgalarının bulunmadığı veya küçük, çarpık "f" dalgaları ile değiştirildiği (Şekil 4B) tanımlayın.
- Hızlı temponun sonunda, sinüs ritmi sırasında kaydedilen döngü uzunluğundan daha uzun bir zaman aralığı olarak görünen sinüs düğümü iyileşme süresini (SNRT) tanımlayın (Şekil 4A) ve aşırı hız bastırma sona erdikten sonra sinüs ritminin yeniden başlatılması için gereken zaman aralığını temsil eder.
- AF atağı, bir sonraki stimülasyon döngüsünün gerçekleştirilmesi gereken zamana kadar kendiliğinden sona ermezse (yani, döngüler arasındaki beş serbest dakikanın sonunda), bir sonraki stimülasyonu uygulamayın.
- 5 dakika daha bekleyin. AF bölümü bu 10 dakikadan sonra hala devam ediyorsa, o gün için protokolü sonlandırın.
NOT: Elektrik kaynaklı AF'nin ciddiyetinin değerlendirilmesi isteniyorsa, daha uzun EKG izlemesi yapılabilir.
- 5 dakika daha bekleyin. AF bölümü bu 10 dakikadan sonra hala devam ediyorsa, o gün için protokolü sonlandırın.
- Stimülasyonun sonunda şiddetli bradikardi veya asistol meydana gelirse (yani, vagus sinirinin elektriksel stimülasyonu nedeniyle), protokolü sonlandırın. Elektriksel aktivite hızla normale dönmezse, harici kalp masajı yapın ve intraperitoneal olarak atropin sülfat (0.05 mg / kg) uygulayın.
- İşlemin sonunda, intraperitoneal olarak uygulanan atipamezol (1 mg / kg) ile anesteziyi tersine çevirin. Sıçanları ayrı ayrı ek ısı ile temiz kafeslerde barındırın ve tamamen iyileşene kadar periyodik olarak gözlemleyin. Protokolün sonunda başka hiçbir özel hayvan bakımına gerek yoktur.
- Yüzey EKG izlemelerini analiz edin ve aşağıdakileri belirleyin.
- Yüzde olarak ifade edilen AF'nin indüklenebilirliği (yani, [AF bölümlerinin takip ettiği stimülasyon döngülerinin sayısı / uygulanan toplam stimülasyon döngüsü sayısı] x 100).
- Her AF bölümünün süresi.
- 'Kalıcı' (yani, >10 dakika) AF bölümlerinin varlığı.
NOT: SHAM grubundaki hayvanlar için aşağıdakileri gerçekleştirin.
- SHAM grubundaki sıçanlar için, herhangi bir elektriksel stimülasyon uygulamadan, yukarıda açıklandığı gibi 1.1 ila 1.7 arasındaki adımları izleyin.
- Yüzey EKG'sini sürekli olarak kaydederken, herhangi bir elektriksel stimülasyon uygulamadan kateteri 80 dakika (yani, STIM sıçanlarında protokolü tamamlamak için gereken süre) boyunca pozisyonda tutun.
- İşlemin sonunda, atipamezol (1 mg / kg) ile anesteziyi tersine çevirin. Protokolün sonunda başka hiçbir özel hayvan bakımına gerek yoktur.
- Yüzey EKG izlemelerini analiz edin ve adım 1.16'da açıklanan parametreleri belirleyin.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Sonuçlar
Bir kavram kanıtı çalışmasında, 22 yetişkin erkek Wistar sıçanı (200-400 g) rastgele iki gruba ayrıldı: STIM (n = 15) ve SHAM (n = 7). Tüm hayvanlar, polikarbonat kafeslerde, iklim kontrollü bir odada (21-22 ° C) ayrı ayrı barındırıldı ve çalışma boyunca suya ve kuru yiyeceklere serbest erişime sahipti. Yukarıda tarif edilen transözofageal stimülasyon protokolü, haftada 5 gün, 10 gün boyunca tüm hayvanlara uygulanmıştır. SHAM grubundaki sıçanların aktif elektriksel stimülasyon almaması dışında, tüm hayvanlar aynı protoko...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Tartışma
Bu yazıda, sıçanlarda AF'nin hızlı ve etkili indüksiyonu için hem akut hem de uzun süreli AF çalışmaları için uygun olan uzun süreli transözofageal atriyal patlama pacing'in deneysel bir protokolü açıklanmaktadır. Burada açıklanan 10 günlük stimülasyon protokolü, bir 'ikincil spontan AF modeli' (yani, elektriksel stimülasyon ile AF indüksiyonunun bir dönemini takiben, AF'nin kendiliğinden geliştiği bir model) geliştirmek için başarıyla kullanılmıştır10. Bununla birlikte, protokolün süresi, çalışma...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Açıklamalar
Yazarların çıkar çatışması yoktur.
Teşekkürler
Bu çalışma, Romanya Eğitim ve Araştırma Bakanlığı, CNCS - UEFISCDI, PNCDI III, PNCDI III bünyesindeki PN-III-P1-1.1-TE-2019-0370 proje numarası ile desteklenmiştir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Malzemeler
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Antisedan (Atipamezol Hidroklorür) 5mg / mL, enjeksiyon çözeltisi | Orion Corporation | 06043/4004 | Sıçanlar için 1 mg / kg |
| Dormitor (Medetomidin Hidroklorür) 1 mg / mL, enjeksiyon çözeltisi | Orion Corporation | 06043/4003 | Sıçanlar için 0.5 mg / kg |
| EZ Anestezi Tek Hayvan Sistemi | EZ Sistemleri A.Ş | EZ-SA800 | Bir seferde |
| İzofluran %99.9, 100 mL | Rompharm Company | N01AB06 | |
| Ketamin %10, Sıçanlar için 25 mL | kullanım Küçük hayvanlar | ||
| mikrodenetleyici tabanlı kalp pili | Laboratuvarımızda geliştirilmiştir (Makaledeki 10 numaralı referansa bakınız) | ||
| Yüzey EKG kayıt sistemi | Laboratuvarımızda geliştirilmiştir (Makaledeki 10 numaralı referansa bakınız) |
Kaynaklar
- Kornej, J., Börschel, C. S., Benjamin, E. J., Schnabel, R. B. Epidemiology of atrial fibrillation in the 21st century: Novel methods and new insights. Circulation Research. 127 (1), 4-20 (2020).
- Hindricks, G., et al. 2020 ESC Guidelines for the diagnosis and management of atrial fibrillation developed in collaboration with the European Association for Cardio-Thoracic Surgery (EACTS): The Task Force for the diagnosis and management of atrial fibrillation of the European Society of Cardiology (ESC). European Heart Journal. 42 (5), 373(2021).
- Veenhuyzen, G. D., Simpson, C. S., Abdollah, H. Atrial fibrillation. Canadian Medical Association Journal. 171 (7), 755-760 (2004).
- Lau, D. H., et al. Atrial arrhythmia in ageing spontaneously hypertensive rats: unraveling the substrate in hypertension and ageing. PloS One. 8 (8), 72416(2013).
- Scridon, A., et al. Unprovoked atrial tachyarrhythmias in aging spontaneously hypertensive rats: The role of the autonomic nervous system. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 303 (3), 386-392 (2012).
- Haugan, K., Lam, H. R., Knudsen, C. B., Petersen, J. S. Atrial fibrillation in rats induced by rapid transesophageal atrial pacing during brief episodes of asphyxia: a new in vivo model. Journal of Cardiovascular Pharmacology. 44 (1), 125-135 (2004).
- Sugiyama, A., Takahara, A., Honsho, S., Nakamura, Y., Hashimoto, K. A simple in vivo atrial fibrillation model of rat induced by transesophageal atrial burst pacing. Journal of Pharmacological Sciences. 98 (3), 315-318 (2005).
- Scridon, A. Dissociation between animal and clinical studies. where do we go wrong. Romanian Journal of Cardiology. 31 (3), 497-500 (2021).
- Mulla, W., et al. Rapid atrial pacing promotes atrial fibrillation substrate in unanesthetized instrumented rats. Frontiers in Physiology. 10, 1218(2019).
- Scridon, A., et al. Spontaneous atrial fibrillation after long-term transesophageal atrial burst pacing in rats. Technical and procedural approach to a new in vivo atrial fibrillation model. Romanian Journal of Laboratory Medicine. 26 (1), 105-112 (2018).
- Halatiu, V. B., et al. Chronic exposure to high doses of bisphenol A exhibits significant atrial proarrhythmic effects in healthy adult rats. Romanian Journal of Cardiology. 31 (3), 587-595 (2021).
- Zaciragić, A., Nakas-ićindić, E., Hadzović, A., Avdagić, N. Average values of electrocardiograph parameters in healthy, adult Wistar rats. Medical Archives. 58 (5), 268-270 (2004).
- Cheshire, W. P. Thermoregulatory disorders and illness related to heat and cold stress. Autonomic Neuroscience: Basic and Clinical. 196, 91-104 (2016).
- Șerban, R. C., Scridon, A. Data linking diabetes mellitus and atrial fibrillation-how strong is the evidence? From epidemiology and pathophysiology to therapeutic implications. Canadian Journal of Cardiology. 34 (11), 1492-1502 (2018).
- Nishida, K., Michael, G., Dobrev, D., Nattel, S. Animal models for atrial fibrillation: clinical insights and scientific opportunities. Europace. 12 (2), 160-172 (2010).
- Qiu, H., et al. DL-3-n-Butylphthalide reduces atrial fibrillation susceptibility by inhibiting atrial structural remodeling in rats with heart failure. Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology. 391 (3), 323-334 (2018).
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yeniden basım ve izinler
