سرعة انفجار الأذين عبر المريء لتحريض الرجفان الأذيني في الفئران

Summary

يصف هذا العمل بروتوكولا تجريبيا لوتيرة الانفجار الأذيني عبر المريء من أجل تحريض فعال للرجفان الأذيني (AF) في الفئران. يمكن استخدام البروتوكول في الفئران ذات القلوب السليمة أو المعاد تشكيلها ، مما يسمح بدراسة الفيزيولوجيا المرضية AF ، وتحديد الأهداف العلاجية الجديدة ، وتقييم الاستراتيجيات العلاجية الجديدة.

Abstract

جلبت الدراسات التي أجريت على الحيوانات رؤى مهمة في فهمنا فيما يتعلق بالفيزيولوجيا المرضية للرجفان الأذيني (AF) والإدارة العلاجية. تتطلب إعادة الدخول ، وهي واحدة من الآليات الرئيسية المشاركة في التسبب في الرجفان الأذيني ، كتلة معينة من أنسجة عضلة القلب من أجل الحدوث. نظرا لصغر حجم الأذينين ، لطالما اعتبرت القوارض "مقاومة" للرجفان الأذيني. على الرغم من أن الرجفان الأذيني التلقائي قد ثبت أنه يحدث في الفئران، إلا أن المتابعة طويلة الأجل (تصل إلى 50 أسبوعا) مطلوبة لحدوث عدم انتظام ضربات القلب في تلك النماذج. يصف هذا العمل بروتوكولا تجريبيا لسرعة انفجار الأذين عبر المريء من أجل تحريض سريع وفعال للرجفان الأذيني في الفئران. يمكن استخدام البروتوكول بنجاح في الفئران ذات القلوب الصحية أو المعاد تشكيلها ، في وجود مجموعة واسعة من عوامل الخطر ، مما يسمح بدراسة الفيزيولوجيا المرضية AF ، وتحديد الأهداف العلاجية الجديدة ، وتقييم الاستراتيجيات الوقائية و / أو العلاجية الجديدة.

Introduction

الرجفان الأذيني (AF) هو عدم انتظام ضربات القلب المستمر الأكثر شيوعا الذي تتم مواجهته في الممارسة السريرية ويستمر حدوثه وانتشاره في الزيادة بشكل كبير في جميع أنحاء العالم¹. يؤثر عدم انتظام ضربات القلب هذا على ما يصل إلى 4٪ من سكان العالم وفقا للدراسات الحديثة². ومع ذلك ، بالنظر إلى أن الرجفان الأذيني الانتيابي يمكن أن يكون بدون أعراض وبالتالي قد يفلت من الكشف ، فمن المرجح أن يكون الانتشار الحقيقي للرجفان الأذيني أعلى بكثير من ذلك المقدم في الأدبيات.

تمت دراسة الفيزيولوجيا المرضية للرجفان الأذيني بشكل مكثف. ومع ذلك ، فإن الآليات الكامنة وراء عدم انتظام ضربات القلب المعقد هذه لا تزال غير واضحة تماما وهذا ينعكس في الخيارات العلاجية المحدودة ، مع فعالية مشكوك فيها. جلبت الدراسات التي أجريت على الحيوانات رؤى مهمة في فهمنا فيما يتعلق بالفيزيولوجيا المرضية للرجفان الأذيني والإدارة العلاجية. تتطلب إعادة الدخول ، وهي واحدة من الآليات الرئيسية المشاركة في التسبب في AF³ ، كتلة معينة من أنسجة عضلة القلب من أجل حدوثها. وبالتالي ، تم تفضيل الحيوانات الكبيرة بشكل عام في دراسات AF ، في حين أنه نظرا لصغر حجم أذينيها ، فقد اعتبرت القوارض منذ فترة طويلة "مقاومة" للرجفان الأذيني. ومع ذلك ، فإن استخدام الحيوانات الكبيرة يعوقه في الغالب صعوبات في التعامل. وفي الوقت نفسه ، على الرغم من أن الرجفان الأذيني التلقائي قد ثبت حدوثه في الفئران⁴ ، إلا أن المتابعة طويلة الأجل (تصل إلى 50 أسبوعا) مطلوبة لحدوث عدم انتظام ضربات القلب في تلك النماذج⁵. كما تم تطوير نماذج تضمن حدوث التركيز البؤري التلقائي السريع في القوارض الصغيرة. في معظم الأحيان ، تستخدم هذه النماذج التحفيز الكهربائي الحاد ، غالبا في وجود ظروف تفضيلية أخرى ، مثل التحفيز اللاودي المصاحب أو الاختناق ، للحث المصطنع على AF ^6,7. على الرغم من كفاءتها ، إلا أن هذه النماذج لا تسمح بتقييم الميزات الحرجة المتعلقة بالرجفان الأذيني ، مثل إعادة التشكيل الكهربائية أو الهيكلية أو اللاإرادية أو الجزيئية التقدمية للأذينين ، ولا آثار الأدوية التقليدية أو غير التقليدية المضادة لاضطراب النظم على الركيزة الأذينية أو على خطر عدم انتظام ضربات القلب البطيني ^8,9.

يصف هذا العمل بروتوكولا تجريبيا لسرعة انفجار الأذين عبر المريء على المدى الطويل من أجل تحريض سريع وفعال للرجفان الأذيني في الفئران. البروتوكول مناسب لكل من الدراسات الحادة والطويلة الأجل ويمكن استخدامه بنجاح في الفئران ذات القلوب الصحية أو المعاد تشكيلها ، في وجود مجموعة واسعة من عوامل الخطر ، مما يسمح بدراسة الفيزيولوجيا المرضية AF ، وتحديد أهداف علاجية جديدة ، وتقييم الاستراتيجيات الوقائية و / أو العلاجية الجديدة.

Protocol

تمت الموافقة على الإجراءات المتعلقة بمواضيع الحيوانات من قبل لجنة الأخلاقيات التابعة لجامعة الطب والصيدلة والعلوم والتكنولوجيا "جورج إميل بالاد" في تارغو موريش ، من قبل الهيئة الوطنية الرومانية للطب البيطري الصحي وسلامة الأغذية وامتثلت للمبادئ التوجيهية للمجلس الدولي لعلوم المختبرات (التوجيه 2010/63/EU).

1. بروتوكول وتيرة الانفجار الأذيني عبر المريء

1. قم بتوزيع ذكور الفئران Wistar البالغة عشوائيا (200-400 جم من وزن الجسم) إلى مجموعتين: STIM و SHAM.
2. تخدير الحيوانات.
   1. للحث ، استخدم 2.5٪ isoflurane ، 4 لتر / دقيقة ، 99.5٪ O₂.
   2. للصيانة ، استخدم مزيجا من الكيتامين / الميثيتوميدين (75.0 / 0.5 مجم / كجم) يدار داخل الصفاق.
   3. تحقق من عمق التخدير عن طريق اختبار منعكس القرنية (محلول الجلوكوز بنسبة 5٪) ومنعكس الانسحاب المسبب للألم (قرصة إصبع القدم). راقب معدل التنفس (انخفاض بنسبة 50٪ مقبول أثناء التخدير ؛ المعدل الطبيعي يتراوح بين 70-120 نفسا / دقيقة) ودرجة حرارة الجسم باستخدام مقياس حرارة المستقيم (درجة الحرارة الطبيعية بين 96.5 - 99.5 درجة فهرنهايت أو 35.9 - 37.5 درجة مئوية).
      ملاحظة: استمر في الإجراء فقط بعد تأكيد فعالية التخدير. مراقبة عمق التخدير بشكل دوري طوال البروتوكول. كرر حقن الكيتامين / الميديتوميدين داخل الصفاق عند الحاجة.
   4. ضع مرهما للعيون على كلتا العينين لمنع تلف القرنية.
3. ضع الحيوان في وضع ضعيف وضعه على وسادة تدفئة للحفاظ على درجة حرارة الجسم عند ~ 37 درجة مئوية.
4. قم بتوصيل أقطاب تخطيط القلب السطحية الثلاثة بأطراف الفئران في تكوين الرصاص II (الشكل 1A).
   1. ضع القطب السالب على الطرف الأمامي الأيمن.
   2. ضع القطب الموجب على الطرف الخلفي الأيسر.
   3. ضع قطب التأريض على الطرف الأمامي الأيسر.
   4. ثبت الأقطاب الكهربائية في موضعها باستخدام أسلاك سلسلة سوار مرنة رقيقة.
5. قم بتشغيل تسجيل ECG السطحي وقم بإجراء تسجيل ECG مستمر طوال الإجراء (الشكل 1B) باستخدام برنامج استحواذ تجاري أو مطور محليا¹⁰.
6. للتحفيز الكهربائي، استخدم قسطرة رباعية الأقطاب 5-6 F متصلة بجهاز تنظيم ضربات القلب القائم على المتحكم الدقيق¹⁰.
7. بمجرد تخدير الحيوان ، أدخل القسطرة من خلال تجويف الفم ، في المريء. قم بقياس المسافة بين القواطع العلوية والقلب (يتم تقييمها عن طريق الجس) لتقريب العمق الذي يجب إدخال القسطرة فيه في المريء.
   تحذير: احرص على عدم إجبار القسطرة على ذلك لأن هناك خطر ثقب المريء.
8. تأكد من الموضع الصحيح لقسطرة التحفيز على مستوى الأذينين على النحو التالي.
   1. تطبيق التحفيز الكهربائي على تردد 400 محفز / دقيقة (مدة التحفيز 6 مللي ثانية).
   2. تحقق مما إذا كان تتبع تخطيط القلب يظهر التقاطا مستمرا للأذينين (أي أن كل حافز كهربائي يتبعه مجمع QRS ضيق) (الشكل 2).
9. حدد العتبة الانبساطية - أي أدنى جهد مطلوب للحصول على الالتقاط الأذيني (بشكل عام ، بين 10 فولت و 20 فولت).
   ملاحظة: قم بتنفيذ ما يلي للحيوانات في مجموعة STIM.
10. بمجرد تحديد الموضع الصحيح للقسطرة ، اضبط المحفز على تردد 4000 محفز / دقيقة (مدة التحفيز 6 مللي ثانية) ، عند جهد 3 فولت فوق العتبة الانبساطية (الشكل 3).
11. تنطبق على كل 15 دورة متتالية من التحفيز ، 20 ثانية لكل منها ، مع فاصل زمني حر من 5 دقائق بين الدورات¹¹. اعتمادا على أهداف الدراسة ، كرر البروتوكول لكل فأر لمدة 10 أيام ، بمعدل 5 أيام / أسبوع ، في نفس الوقت في كل يوم.
12. تحقق من فعالية التحفيز على النحو التالي.
    1. حدد وقت استرداد العقدة الجيبية (SNRT) ، والذي يظهر في نهاية الوتيرة السريعة كفاصل زمني أطول من طول الدورة المسجل أثناء إيقاع الجيوب الأنفية (الشكل 4A) ويمثل الفاصل الزمني اللازم لاستئناف إيقاع الجيوب الأنفية بعد انتهاء قمع فرط الحركة.
       ملاحظة: يمثل قمع فرط الحركة تثبيط نشاط العقدة الجيبية عن طريق تحفيز القلب كهربائيا بمعدل أعلى من الإيقاع الداخلي.
    2. حدد حدوث نوبة التركيز البؤري التلقائي، والتي يتم تعريفها هنا على أنها وجود ثلاث ضربات متتالية فوق البطينية غير منتظمة أو أكثر (أي استجابة بطينية غير منتظمة مع مجمعات QRS ضيقة)، مع غياب موجات P أو استبدالها بموجات "f" صغيرة مشوهة (الشكل 4B).
13. إذا لم تنته نوبة الرجفان الأذيني تلقائيا بحلول الوقت الذي يجب فيه إجراء دورة التحفيز التالية (أي بنهاية الدقائق الخمس المجانية بين الدورات)، فلا تطبق التحفيز التالي.
    1. انتظر لمدة 5 دقائق أخرى. إذا استمرت حلقة AF بعد تلك الدقائق ال 10 ، فقم بإنهاء البروتوكول لذلك اليوم.
       ملاحظة: إذا كان تقييم شدة التركيز البؤري التلقائي الناجم عن الكهرباء مطلوبا، فيمكن إجراء مراقبة أطول لتخطيط القلب.
14. إذا حدث بطء القلب الشديد أو الانقباض في نهاية التحفيز (أي بسبب التحفيز الكهربائي للعصب المبهم) ، فقم بإنهاء البروتوكول. إذا لم يعد النشاط الكهربائي إلى طبيعته بسرعة ، فقم بإجراء تدليك القلب الخارجي وإدارة كبريتات الأتروبين (0.05 مجم / كجم) داخل الصفاق.
15. في نهاية الإجراء ، عكس التخدير مع atipamezole (1 ملغ / كغ) تدار داخل الصفاق. قم بإيواء الفئران بشكل فردي في أقفاص نظيفة بحرارة تكميلية وراقبها بشكل دوري حتى يتم استردادها بالكامل. لا توجد حاجة إلى رعاية حيوانية محددة أخرى في نهاية البروتوكول.
16. تحليل عمليات تتبع تخطيط القلب السطحية وتحديد ما يلي.
    1. قابلية التحفيز البؤري التلقائي التي يتم التعبير عنها بنسبة مئوية (أي [عدد دورات التحفيز متبوعة بنوبات التركيز البؤري التلقائي / العدد الإجمالي لدورات التحفيز المطبقة] × 100).
    2. مدة كل حلقة من حلقات التركيز البؤري التلقائي.
    3. وجود حلقات AF "مستمرة" (أي >10 دقائق).
       ملاحظة: قم بتنفيذ ما يلي للحيوانات في مجموعة SAM.
17. بالنسبة للفئران في مجموعة SHAM ، اتبع الخطوات من 1.1 إلى 1.7 كما هو موضح أعلاه ، دون تطبيق أي تحفيز كهربائي.
18. حافظ على القسطرة في موضعها لمدة 80 دقيقة (أي الوقت اللازم لإكمال البروتوكول في فئران STIM) دون تطبيق أي تحفيز كهربائي ، مع تسجيل تخطيط القلب السطحي باستمرار.
19. في نهاية الإجراء ، عكس التخدير مع atipamezole (1 ملغ / كغ). لا توجد حاجة إلى رعاية حيوانية محددة أخرى في نهاية البروتوكول.
20. تحليل عمليات تتبع تخطيط القلب السطحية وتحديد المعلمات الموضحة في الخطوة 1.16.

النتائج

في دراسة إثبات المفهوم ، تم تعيين 22 من ذكور ذكور Wistar البالغين (200-400 جم) عشوائيا إلى مجموعتين: STIM (n = 15) و SHAM (n = 7). تم إيواء جميع الحيوانات بشكل فردي في أقفاص من البولي كربونات ، في غرفة يتم التحكم في مناخها (21-22 درجة مئوية) ، مع حرية الوصول إلى الماء والطعام الجاف طوال فترة الدراسة. تم تطبيق بروتو?...

Discussion

تصف هذه الورقة بروتوكولا تجريبيا لسرعة انفجار الآذان عبر المريء على المدى الطويل من أجل الحث السريع والفعال للرجفان الأذيني في الفئران ، وهو مناسب لكل من دراسات الرجفان الأذيني الحاد والطويل الأجل. تم استخدام بروتوكول التحفيز لمدة 10 أيام الموصوف هنا بنجاح لتطوير "نموذج التركيز البؤري ال?...

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Antisedan (Atipamezole Hydrochloride) 5mg / mL, solution for injection	Orion Corporation	06043/4004	for Rats use 1 mg / kg
Dormitor (Medetomidine Hydrochloride) 1 mg / mL, solution for injection	Orion Corporation	06043/4003	for Rats use 0.5 mg / kg
E-Z Anesthesia Single Animal System	E-Z Systems Inc	EZ-SA800	Allows the manipulation of one animal at a time
Isoflurane 99.9%, 100 mL	Rompharm Company	N01AB06
Ketamine 10%, 25 mL			for Rats use 75 mg / kg
Microcontroller-based cardiac pacemaker for small animals			Developed in our laboratory (See Reference number 10 in the manuscript)
Surface ECG recording system			Developed in our laboratory (See Reference number 10 in the manuscript)