قسطرة القلب في الفئران لقياس العلاقة حجم الضغط: دراسة تأثير بوديتش

Summary

This article describes the measurement of murine left ventricular function via pressure/volume analysis at different heart rates.

Abstract

وقد تم إنشاء النماذج الحيوانية التي تحاكي اضطرابات القلب الإنسان لاختبار الاستراتيجيات العلاجية المحتملة. ومن المكونات الرئيسية لتقييم هذه الاستراتيجيات هو دراسة آثارها على وظيفة القلب. هناك العديد من التقنيات لقياس في الجسم الحي الميكانيكا القلب (على سبيل المثال، تخطيط صدى القلب، والعلاقات ضغط / الحجم، الخ). مقارنة ضربات القلب، البطين في الوقت الحقيقي الأيسر (LV) الضغط تحليل / الحجم عن طريق القسطرة هو أكثر دقة والثاقبة في تقييم وظيفة LV. بالإضافة إلى ذلك، يقدم تحليلا LV الضغط / حجم القدرة على تسجيل الفور التغييرات خلال التلاعب من انقباض (على سبيل المثال، التحفيز الأدرينالية β) والشتائم المرضية (مثل نقص التروية / إصابة ضخه). بالإضافة إلى الحد الأقصى (+ موانئ دبي / دينارا) والحد الأدنى (-DP / دينارا) معدل التغير في الضغط في LV، إجراء تقييم دقيق وظيفة LV عبر عدة مؤشرات الحمل المستقلة (على سبيل المثال، الضغط الانقباضي نهايةلا يمكن أن يتحقق علاقة حجم والتحميل المسبق عمل السكتة الدماغية recruitable). معدل ضربات القلب لديه تأثير كبير على LV انقباض بحيث زيادة في معدل ضربات القلب هي الآلية الرئيسية لزيادة النتاج القلبي (أي تأثير بوديتش). وهكذا، عند مقارنة ديناميكا الدم بين المجموعات التجريبية، فإنه من الضروري أن يكون معدل ضربات القلب مماثلة. وعلاوة على ذلك، وهي السمة المميزة للعديد من النماذج اعتلال عضلة القلب هو انخفاض في احتياطي مقلص (أي انخفاض بوديتش المفعول). ونتيجة لذلك، يمكن الحصول على معلومات حيوية عن طريق تحديد الآثار المترتبة على زيادة معدل ضربات القلب على انقباض. وقد أظهرت البيانات المتوفرة لدينا وآخرون أن الخلايا العصبية أكسيد النيتريك سينسيز (NOS1) الماوس خروج المغلوب انخفض انقباض. نحن هنا وصف الإجراء لقياس الضغط LV / الحجم مع زيادة معدل ضربات القلب باستخدام NOS1 نموذج الماوس خروج المغلوب.

Introduction

الغرض من القلب على ضخ الدم في جميع أنحاء الجسم لتلبية مطالب الأيضية للكائن الحي. منذ هذه المطالب تتقلب باستمرار (على سبيل المثال، أثناء ممارسة الرياضة)، يجب قلب التكيف (أي زيادة النتاج القلبي). وقد ابتكر قلب العديد من مسارات لتحقيق هذا الانجاز. الطريقة الرئيسية قلب يحقق ذلك هو عن طريق زيادة في معدل ضربات القلب (أي تأثير بوديتش) ^1. وهذا هو، كما يزيد من معدل ضربات القلب واحد، وهذا يؤدي إلى زيادة في انقباض وزيادة النتاج القلبي. وهكذا، وظيفة القلب تعتمد جدا على معدل ضربات القلب. للأسف، وأمراض القلب (على سبيل المثال، واحتشاء عضلة القلب، وتضخم، الخ) النتائج الفقيرة في وظيفة القلب الذي قلب بالتالي لن تكون قادرة على تلبية متطلبات التمثيل الغذائي في الجسم. أمراض القلب هي السبب الرئيسي للمراضة والوفيات في المجتمع الغربي. نماذج حيوانية أن ألخص العديد من cardiomy البشريوتستخدم opathies للتحقيق في الآليات الجزيئية واختبار العلاجات المحتملة. لتمييز هذه الآليات وتحديد ما إذا كان العلاج قد تكون قابلة للحياة، يجب أن المحققين تقييم وظيفة القلب في الجسم الحي.

هناك عدة طرق لتقييم وظيفة القلب في الجسم الحي (على سبيل المثال، تخطيط صدى القلب، التصوير بالرنين المغناطيسي، وما إلى ذلك)، التي تقيس بشكل روتيني الكسر القذفي، تقصير كسور، النتاج القلبي، وما إلى ذلك، هذه المعايير تعتمد اعتمادا كبيرا على بعد التحميل، التحميل المسبق، ومعدل ضربات القلب بالإضافة إلى انقباض ^2. قياس انقباض أمر لا غنى عنه لفهم الخصائص الجوهرية للقلب في بيئتها الأصلية. الحد الأقصى (DP / دينارا _{كحد أقصى)} معدل التنمية الضغط ينقلنا خطوة أقرب لفهم انقباض. للأسف، DP / دينارا هو أيضا يعتمد على معدل ضربات القلب وتحميل ظروف ^+3. لذا فقد تم تطوير تقنيات لقياس حمولة (ومعدل ضربات القلب، انظر بيلآه) مؤشرات مستقلة من انقباض عضلة القلب (أي نهاية الانقباضي العلاقة حجم الضغط (ESPVR) والتحميل المسبق recruitable عمل السكتة الدماغية (PRSW)) ^4-6. يصف ESPVR الضغط القصوى التي يمكن تطويرها من قبل البطين في أي حجم LV معينة. المنحدر من ESPVR يمثل مرانية نهاية الانقباضي (إي إي إس). PRSW هو الانحدار الخطي للعمل السكتة الدماغية (منطقة محاطة حلقة PV) مع حجم نهاية الانبساط. هذه الإجراءات هي قياس أكثر دقة ودقيق لانقباض مقارنة المعلمات الدورة الدموية مثل جزء طرد، خرج القلب، وحجم المخ. ESPVR وPRSW يمكن الحصول عليها عن طريق حجب مؤقت من الوريد الأجوف السفلي (IVC). منع IVC لا يمكن أن يؤديها مع الصدر مغلقة لتجنب تأثير تغيير الضغط داخل الجنبة على وظيفة القلب.

يعزز زيادة معدل ضربات القلب أيضا التقلص والاسترخاء ^1. وهكذا، عند المقارنة بين وظائف القلب بين experimentaمجموعة ل (على سبيل المثال، ± موانئ دبي / دينارا)، تحتاج معدل ضربات القلب لتكون مشابهة. ومع ذلك، وعادة لا يحدث معدل ضربات القلب مماثلة في كل حيوان بسبب ظروف مختلفة (المرض، والتدخل البحوث، وغيرها). تجدر الإشارة إلى أن التخدير (حقن واستنشاق) يخفض معدل ضربات القلب. كما معدل ضربات القلب هو المحدد الرئيسي للانقباض، والتخدير يؤثر بشكل كبير انقباض. لهذا السبب، نحن تصف الإجراء لدينا. بالإضافة إلى ذلك، وهي السمة المميزة للعديد من اعتلال عضلة القلب هو الاحتياطي انخفض مقلص (أي تأثير بوديتش انخفضت). ولذلك، ينبغي قياس وظيفة القلب خلال مجموعة من معدل ضربات القلب. نحن هنا تصف كيفية استخدام مشجعا (مع الصدر مغلقة) لتحقيق هذه الآثار.

بالإضافة إلى معدل ضربات القلب، وأكسيد النيتريك (NO) هو أيضا المغير هاما من انقباض ^7. ويتم إنتاج NO NO عبر الانزيمات تسمى سينسيز (NOS). نحن وغيرنا قد أظهرت أن الفئران مع خروج المغلوب من الخلايا العصبية NOS (NOS1 - / -) قد قلل الانكماش العضلية في الجسم الحي وديناميكا الدم القلب ^8،9. وسيتم استخدام هذه الفأرة للتدليل على قياس الأيسر انقباض البطين عن طريق إجراء تحليل الضغط LV / حجم أجريت في معدل ضربات القلب المختلفة.

Protocol

ملاحظة: تمت الموافقة على هذا البروتوكول الحيوان من قبل اللجنة المؤسسية رعاية الحيوان واستخدام (IACUC) في جامعة ولاية أوهايو. ويمكن استخدام هذا الإجراء على أي فأر فيها القطر الداخلي للشريان السباتي كبيرة بما فيه الكفاية لادخال القسطرة. استخدام الفئران التي هي فوق 16 غرام (أقدم من ~ 2 أشهر).

1. إعداد ماوس لقسطرة

1. اغلاق جميع الأدوات الجراحية في الحقيبة التعقيم. تعقيم الحقيبة في جهاز التعقيم. الحفاظ على مجال معقم طوال الإجراء وارتداء القفازات المعقمة.
2. تخدير الفئران مع الكيتامين (55 ملغ / كلغ) زائد زيلازين (15 ملغ / كلغ) عن طريق الحقن داخل الصفاق.
   ملاحظة: الإجراء بأكمله قياس كل من ضغط / الحجم في معدل ضربات القلب المختلفة وESPRV يستغرق أقل من 20 دقيقة. إذا لزم وقت إضافي (أي أكثر من 30 دقيقة)، وإعطاء إضافية ¼ جرعة التخدير كل 30 دقيقة.
3. إزالة الشعر في ص الأماميegion من الرقبة ومنطقة الصدر باستخدام إزالة الشعر محلول (على سبيل المثال، ناير) والشريط أطرافه من الفأرة على منصة رغوة. تأكيد حالة التخدير العميق باستخدام قرصة أخمص قدميه.
4. إدراج التحقيق المستقيم لمراقبة درجة حرارة الجسم (37 ± 1 ° C)، والحفاظ على استخدام وسادة التدفئة التنظيم الحراري (الموجود بين ثنى الجراحية ومنصة).
5. إعداد طول خياطة 4-0 (~ 10 سم). حلقة خياطة في جميع أنحاء القواطع العلوية والشريط إلى المنصة. هذا وسوف تبقي على التوالي الرقبة.
6. تعقيم المنطقة الجراحية عن طريق المسح المنطقة مع Betadine و 75٪ كحول ثلاث مرات.

2. قسطرة

1. إعداد القسطرة التي كتبها PRESOAKING طرف في المياه المالحة أو الماء المقطر (37 درجة مئوية) لمدة 30 دقيقة على الأقل قبل استخدامها (وفقا لتعليمات الشركة الصانعة) حتى يتأقلم الحجاب الحاجز استشعار الضغط من أجل البيئة البيولوجية رطبة ومنع الضغط الانجراف إشارة والسلبية التسجيلات الضغط.
2. جعل طولي 0.8 سم شق بين الفك السفلي والقص في المنطقة الأمامية من الرقبة. مع مقص غرامة، فصل النسيج الضام الجلد العضلات لفضح القصبة الهوائية يقع تحت العضلات stemohyoideus.
3. فصل الدهون والأنسجة العضلية في الجانب الأيمن من القصبة الهوائية مع ملقط المنحنية لفضح الشريان السباتي الأيمن.
   ملاحظة: الشريان السباتي هو أكبر شريان في المنطقة الأمامية من الرقبة، ويحتوي دم أحمر، وغير نابض. لا تخلط مع حبل الوريد الذي يعمل بالتوازي مع الشريان السباتي. الوريد الوداجي هو الأحمر الداكن وغير نابض. بالإضافة إلى ذلك، خلال عزل الشريان السباتي، يجب أن يكون المستخدم على علم لا يضر العصب الرئوي المعدي.
4. إزالة الدهون من الحق في الشريان السباتي مع ملقط منحنية. في حال وجود المتفرعة من السفينة التي سوف تعيق هذه التقنية التشغيلية، وقطع لهم الكي Bovie لفصل الشريان السباتي.فصل أكبر قدر من الأنسجة ممكن تحت الشريان السباتي باستخدام ملقط منحنية.
5. قطع اثنين 5 سم 6-0 خيوط الحرير. تمرير كل خيط الحرير تحت الشريان السباتي الأيمن.
6. موقف موضوع واحد بالقرب من الجزء القريب والآخر بالقرب من الجزء الأعلى من الشريان. جعل عقدة ضيقة على موضوع في الجزء القاصي، وجعل عقدة فضفاضة على موضوع في الجزء القريب.
7. منع تدفق الدم عن طريق تضييق الجزء القريب من الشريان باستخدام مرقئ صغير المشبك الأوعية الدموية (وضع المشبك تحت موضوع الداني). وسيتم ملء المنطقة مختومة من الشريان مع جعل الدم من السهل تنفيذ الخطوة 2.8.
8. ثقب ثقب صغير في الشريان السباتي الأيمن بين المواضيع اثنين (ولكن أقرب إلى موضوع البعيد) مع إبرة 26 G. إدراج قسطرة في الشريان السباتي. تشديد قليلا من عقدة فضفاضة في الجزء القريب من الشريان السباتي على القسطرة أن نضع في المكان.
   ملاحظة: استخدام ثقب إبرة يفضل مقارنةلمقص شق. بجعل عقدة ضيقة في الجزء الأعلى من الشريان أولا، ثم تحامل على الجزء القريب، سوف تملأ الشريان تماما مع الدم. هذا يجعل من السهل جدا لكزة من خلال الأوعية الدموية. وعلاوة على ذلك، فإن حجم الإبرة (26 G) يثقب الشريان مع وجود ثقب الذي يناسب بشكل رائع حجم القسطرة. عند استخدام الأسلوب مقص شق، كان من الصعب التحكم في حجم الشق. ومع ذلك، ينبغي أن تكون الطريقة المختارة تعتمد على على أي واحد الجراح يشعر أكثر ارتياحا.
9. بدء تسجيل إشارات الضغط كما في الخطوة 3.
10. تخفيف المشبك مرقئ ومواصلة إدخال قسطرة إلى الأمام إلى البطين الأيسر. إذا شهدت بعض المقاومة عندما دفع القسطرة، وسحب بلطف الى الوراء ومحاولة النهوض مرة أخرى. للماوس وزنها ~ 18-25 غرام، وطول المقدرة القسطرة التي يتم إدراجها هو 18 ملم.
    ملاحظة: سوف إشارة ضغط الدم تتقلب 70-120 ملم زئبق. مرة واحدة رانه القسطرة في البطين الأيسر على شكل تغيرات إشارة الضغط والضغط تتقلب 0-120 ملم زئبق (كما هو موضح في الشكل رقم 1). وظيفة القلب تستقر داخل 2-3 دقيقة بعد إدخال القسطرة.
11. رصد مستمر درجة حرارة الجسم، ومستوى التخدير، ومعدل التنفس.

3. الحصول على البيانات

1. استخدام LabChartPro 7 برامج (أو برامج مماثلة). استخدام خيار العمل من LabChart وحدة PV حلقة. باستخدام هذه الوحدة، حدد الإعداد الافتراضي الضغط والحلقات وحدة التخزين.
2. انشاء ثلاث قنوات: قناة واحدة للضغط، قناة واحدة للحجم، وقناة واحدة لمعدل ضربات القلب. تعيين نطاقات نطاق المعلمات أعلاه كما 0-150 ملم زئبق، 0-100 ميكرولتر و0-800 فوز / دقيقة، على التوالي.
3. اضغط على مفتاح البدء في تسجيل.

4. تأثير بوديتش

1. جعل شق 1 سم في منطقة البرك بالتوازي مع المقبض. قطع طبقة من العضلات وإكسببيئة نظام التشغيل الفضاء وربي باستخدام المقص.
2. باستخدام نبض مشجعا مربع، تعيين المعلمات التالية: الجهد من 2 V، ومدة 2 مللي ثانية، وتمكين وضع التكرار.
3. عقد القطب السالب مع ملقط وأدخله من خلال الفضاء وربي الرابع إلى المنطقة القمية للقلب. عقد القطب الموجب مع ملقط وأدخله من خلال الفضاء وربي الثاني للمنطقة الأذين الأيمن من القلب.
4. بدوره على التحفيز والتشجيع وتغيير وتيرة وتيرة القلب من 4 هرتز (240 نبضة / دقيقة) تصل إلى 10 هرتز (600 نبضة / دقيقة). في كل دقات القلب الجديد، وتحفيز القلب لمدة 1 دقيقة قبل جمع البيانات.

5. توليد ESPVR وPRSW

1. قطع أنسجة الجلد والعضلات عمودي على المقبض في منطقة البطن مع مقص. فتح enterocoelia وفضح الكبد.
2. اسحب أضلاع القوس نحو الرأس باستخدام الجر المعدني.
3. دفع بلطف الكبد أسفل معمسحة القطن. يجب الحرص على عدم دفع أكثر من اللازم لتؤثر على تجويف الصدر. سيؤدي ذلك إلى تغيير وظيفة القلب.
4. قطع في الرباط المنجلي للكبد مع مقص لفضح فوق الكبد الوريد الأجوف السفلي (IVC).
5. استخدام ملقط منحنية للضغط بسرعة IVC لمدة 5 ثانية لمنع عودة الدم إلى الأذين الأيمن. وضغط البطين الأيسر وحجم تنخفض بسبب انخفاض تدفق إلى القلب. في توليد هذه القيم، لا تستخدم الحلقات أقل من 60 ملم زئبق. 60 ملم زئبق في إشارة إلى الضغط الانقباضي.
   ملاحظة: يتم تعيين هذه القيمة عند 60 ملم زئبق لأن هذا سوف يؤدي إلى انخفاض كبير في ضغط التروية للتقليل إلى حد كبير التروية التاجية وتؤثر على انقباض.

معايرة 6. حجم

1. يعالج بالهيبارين الفأر مع 0.1 مل من 1: 5000 حل الهيبارين (مخفف بمحلول ملحي عادي) عن طريق الحقن داخل الصفاق.
2. إزالة القسطرة من الشريان السباتي. عندما يتم سحب القسطرة من الابام الشريان السباتي، والدم heparinized تتسرب من الحفرة حيث تم إدراج القسطرة.
3. جمع هذا الدم لمعايرة الصوت باستخدام حقنة 1 مل. ملء كل بئر في معايرة كفيت.
4. إزالة القلب إلى الموت ببطء الماوس عن طريق استنزاف.
5. وضع القسطرة في كل بئر والحصول على وحدة الحجم النسبي (RVU) قيمة ثابتة. إنشاء منحنى قياسي باستخدام مختلف وحدات التخزين القياسية والقيم RVU من كل بئر.
6. تحويل RVU المسجلة ميكرولتر.

7. معالجة البيانات

1. لدراسة تأثير بوديتش، حدد الحالة المستقرة آثار الضغط / حجم من كل معدل ضربات القلب. انقر التحليل الأساسي للحصول على البيانات.
2. للبيانات ESPVR وPRSW، حدد أول ~ آثار الضغط 15 / وحدة التخزين، انقر فوق تحليل انسداد في برنامج لتوليد ESPVR (المنحدر من الضغوط التي وضعتها LV في نهاية الانبساط الحجم) وPRSW (الانحدار الخطي للعمل السكتة الدماغية مع نهاية الانبساطيالحجم) المنحدرات.
3. إيلاء الاهتمام لشكل حلقات. تأكد من إغلاق حلقة مع أي نقطة الزاوي أو التقلبات. هذا هو علامة من غير اللائق وضع القسطرة أو الضوضاء الزائدة. فحص دوري الحلقات خلال التجربة لضمان تتولد ضغط البيانات وحجم المناسبة.

النتائج

ادراج السليم للقسطرة في البطين الأيسر هو خطوة هامة لتحقيق الضغط والحجم القيم المناسبة. هو مبين في الشكل 1، وذلك باستخدام LabChart برو 7، هو تغيير الموجي الضغط (شكل والقيم) ما يذهب القسطرة من الشريان إلى البطين.

بعد الإدراج الص...

Discussion

A خطوة حاسمة لهذه التقنية للحصول على قياس موثوق للانقباض هو وضع القسطرة السليم في LV. إذا لم يتم وضع القسطرة بشكل صحيح، عندما عقود LV الجدران قد اتصل القسطرة مما أدى إلى ارتفاع قيم جدا، وليس الفسيولوجية، مما تسبب في ضغط الحلقات PV شكل غير منتظم. إذا لزم الأمر، القسطرة يمك?...

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Name of Reagent/ Equipment	Company	Catalog Number	Comments/Description
Xlyzine 100mg/ml	Ana Sed	4821
Katamin 50mg/ml	Ketalar	310006
Heparin	APP Pharmaceuticals	6003922
4-0 silk thread	Surgical specialties	SP102
6-0 silk thread	Surgical specialties	MBKF270
Forceps	Fine Science Tools	11251-10
Curve forceps	Fine Science Tools	11274-20
Scissors	Fine Science Tools	14090-09
Vascular clamp	Fine Science Tools	18555-03
Microscope	World precision instruments	PZM-3
Pressure catheter	Millar instruments	SPR-839
Pressure and volume system	Millar instruments	MPVS-300
PowerLab4/35	AD instruments	N12128
LabchartPro 7	AD instruments
Temperature controller	CWE	TC-1000
Stimulator	Grass	SD-5
Sterile glove	Micro-Touch	1305018821
Hair remover lotion	Nair
Betadine surgical scrub	Veterinary	NDC 6761815401
Acohol	Decon Laboratories	2801
Bovie cautery	Bovie	AA29
1ml Syringe(26G needle)	BD	8017299