Ce travail a été soutenu par une subvention du NIH (R01-HL095828 à MW Kay).

1. Configuration pour l&#39;étude <ol><li> Préparer quatre litres de mise à jour de Krebs-Henseleit solution à 16 (en mm: 118 NaCl, KCl 3,30, 2,00 CaCl 2, MgSO 4 1,20, 24,0 NaHCO 3, 1,20 KH 2 PO 4, 10,0 glucose, 2,00 NaPyruvate, et 20,0 mg / L d&#39;albumine ). La solution doit être préparé comme fermer le début de l&#39;expérience que possible. Le pH doit être ajusté à 7,4 après filtration stérile (taille des pores: 22 pm, Corning). Osmolalité de la solution devrait être entre 275 et 295 mOsm / kg. </li><li> Rincez tous les tubes et les chambres du système coeur de travailler avec de l&#39;eau purifiée. Faire fonctionner les pompes d&#39;eau jusqu&#39;à ce que tout a été retiré du système. </li><li> Ajoutez des filtres membrane de cellulose (taille des pores: 5 um, Advantec) en ligne avec chacune des pompes de perfusion (pompe à perfusion de Langendorff, à gauche pompe à perfusion cardiaque, et à droite de la pompe de perfusion cardiaque). </li><li> Effectuer un étalonnage en deux points (0 et 60 mmHg) pour chaque capteur de pression. </li><li>Tourner sur les bains d&#39;eau. Un bain d&#39;eau chauffée circule (Cole Palmer) est utilisée pour chauffer les tubes chemises d&#39;eau et d&#39;échangeurs de chaleur. Perfusat est pré-chauffé dans un bain d&#39;eau séparée (Oakton Instruments). Deux bains sont mis pour maintenir une température de solution de 37 ° C </li><li> Activer les pompes pour faire circuler le liquide de perfusion en boucle fermée. Perfusat traverse oxygénateurs microfibre (hémofiltres) gazés avec 95% d&#39;O 2 et 5% de CO 2 à 80 kPa. Perfusat oxygénée s&#39;écoule ensuite à travers des échangeurs de chaleur pour le maintenir à une température de 37 ° C avant d&#39;entrer dans la canule coeur. </li></ol> 2. Excision Coeur <ol><li> Commencer par le réglage du système cardiaque de travail pour fonctionner en mode de pression Langendorff constante. Régler la pression du bloc aortique dans la plage de 50 à 60 mmHg. </li><li> Anesthésier le lapin avec une injection intramusculaire de kétamine (44 mg / kg) et de xylazine (10 mg / kg). Après le lapin est sous sédation, le pentobarbital (50 mg / Kg) et de l&#39;héparine (2000 U) est injecté par voie intraveineuse par la veine marginale de l&#39;oreille ou la veine saphène latérale à l&#39;intérieur de la patte postérieure. </li><li> Lorsque le lapin est entièrement non-réactif, tel que déterminé par une absence de douleur réflexe, la cavité thoracique est rapidement ouvert, le péricarde est tranché, l&#39;aorte est serré, et le cœur et les poumons sont excisées. À ce stade, les poumons doivent être restée attachée au cœur d&#39;aider à isoler les veines pulmonaires. </li><li> Isoler et cathétériser l&#39;aorte avec une canule diamètre de 5 mm, fixée à une seringue remplie de 60 ml perfusat et 200 unités d&#39;héparine. Fixez l&#39;aorte à la canule avec une suture de soie taille zéro et appuyez lentement la seringue pour vider le coeur de sang. </li></ol> 3. Canulation biventriculaire <ol><li> Branchez le coeur au bloc aortique du coeur du système de travail. Empêcher l&#39;air de pénétrer dans l&#39;aorte, ce qui peut provoquer une embolie coronaire. Il est préférable de fixer la canule à la bl aortiqueock en approchant le connecteur aortique à un angle oblique et permettant perfusat doucement goutte à goutte à partir du connecteur dans la canule tout en elle est attachée. </li><li> Alors que le coeur est perfusé en mode de pression constante de Langendorff, retirer le tissu adipeux et conjonctif et localiser les vaisseaux suivants: inférieure et la veine cave supérieure, veine azygos, artère pulmonaire, les veines pulmonaires. </li><li> Ligaturer la veine cave supérieure. Couper l&#39;artère pulmonaire juste en dessous où elle se ramifie dans les artères pulmonaires droite et gauche. </li><li> Groupe de tous les navires restants (les veines pulmonaires) entre le cœur et les poumons et ligaturer tout faire avec une suture. Retirez les poumons. </li><li> Découpez un petit trou dans le coin de l&#39;auricule gauche. Veiller à ce que le LA est rempli de liquide de perfusion. Cathétériser le LA tout en s&#39;assurant que la canule est complètement rempli de liquide de perfusion pendant qu&#39;il est inséré. Suturer la canule à l&#39;appendice de Los Angeles. </li><li> Mettre la pompe de gauche (pompe # 2) pour fournir un débit de til a quitté l&#39;atrium. Régler la pression de précharge entre 2-6 mm Hg et ajuster ± 2 mm Hg, tel que déterminé par la dilatation auriculaire. </li><li> Mettre le cœur à cœur le mode de travail en désactivant la pompe de Langendorff (pompe # 1). </li><li> Momentanément diminuer la pression aortique à 10 mm de Hg et ensuite l&#39;augmenter lentement dans la plage de 80 à 100 mmHg. Cela permettra à la valve aortique à ouvrir et à fonctionner comme il le ferait dans des conditions normales physiologiques. La pression postcharge finale dépendra de la contractilité du ventricule gauche. Il doit être réglé à une valeur qui est d&#39;environ 20 mmHg moins que le pic de pression LV. </li><li> LV cardiaque de sortie peut être déterminée en mesurant le débit de perfusion aortique la sortie du bloc (ml / min). Le débit cardiaque normale est comprise entre 14,77 et 16,43 ml / min pour 100 g de poids corporel et 17 moyennes 340 ml / min pour un lapin 2.2 kg. La pression aortique devrait ressembler le signal de pression de la figure 1. </li><li> Cathétériser la RA par l&#39;inferior la veine cave. Faire en sorte que tous deux l&#39;RA et la canule sont complètement remplis de perfusat et insérer la canule tout en empêchant la formation de bulles d&#39;air. Suturer la canule de la veine. </li><li> Mettre la pompe de droite (pompe # 3) pour fournir un débit à l&#39;oreillette droite. Régler la pression à environ 3 mmHg. </li><li> Assurez-vous que le RV est rempli de liquide de perfusion et de cathétériser l&#39;artère pulmonaire. Faire en sorte que la canule est complètement rempli de liquide de perfusion pendant qu&#39;il est inséré pour empêcher des bulles d&#39;air. Suturer la canule à l&#39;artère pulmonaire. </li></ol> 4. Acquisition du signal: Pressions, potentiels d&#39;action monophasiques et fNADH <ol><li> Une fois canulation biventriculaire est terminée, insérez soigneusement le cathéter capteur de pression (Millar) dans l&#39;aorte par la canule aortique. Doucement à s&#39;y retrouver dans le passé de la valve aortique et dans le LV. Surveiller le signal de pression LV pour assurer un bon positionnement de l&#39;extrémité du cathéter. Un exemple de la pression VG est montréà la figure 1. </li><li> Appuyez doucement sur l&#39;électrode potentiel d&#39;action monophasique contre épicarde ventriculaire. Surveiller le signal pour atteindre appropriées des mesures de potentiel d&#39;action. Artefact de mouvement légère dans le signal est normal. </li><li> Placez une électrode de stimulation bipolaire sur l&#39;oreillette droite à stimuler le cœur. Dans notre protocole, les cœurs ont été stimulés à la durée du cycle entre 300 et 150 ms, ce qui correspond à 200 et 400 bpm, respectivement. </li><li> Mesurez la température de la surface épicardique LV. Si l&#39;étude nécessite que la température soit maintenue à 37 ° C, puis positionner le cœur l&#39;intérieur d&#39;une cavité cardiaque à chemise d&#39;eau ou de plonger au cœur dans un bain chaud superfusat de maintenir une température constante tout au long du coeur. </li><li> Positionner la caméra CCD (Andor ixon DV860, 128x128 pixels) et focaliser la lentille de telle sorte qu&#39;une zone appropriée de vue est observée. L&#39;appareil photo est connecté à un poste de travail et les images sont acquises à 2 ips en utilisant Andor SOLIS lore. </li><li> Allumer la lampe lampe au mercure avant le début de formation d&#39;image. La lumière est dirigée à travers un filtre d&#39;excitation (350 ± 25 nm, de la technologie chrominance) et dans un guide de lumière à fibres optiques (Horiba Jobin Yvon modèle 1950-1M) pour éclairer la surface du coeur. L&#39;atténuation de la lumière UV à travers le guide de lumière est faible. Illumination UV pourrait également être fourni en utilisant un système de LED de haute puissance constitué de projecteurs à LED (Mightex PLS-0365-030-S) et une unité de contrôle (SLC-Mightex SA04-Unis). </li><li> Éteignez la lumière ambiante et minimiser tout l&#39;éclairage ambiant. Visez les embouts du guide de lumière (ou projecteurs à LED) au cœur d&#39;atteindre l&#39;illumination uniforme épicardique. Émise par fluorescence de NADH (fNADH) passe à travers un filtre d&#39;émission (460 ± 20 nm de la technologie chrominance) et est imagée par la caméra CCD. </li><li> Surveiller les changements au fil du temps fNADH en sélectionnant une région d&#39;intérêt en utilisant le logiciel d&#39;imagerie. Sélectionner vis-à jour en mode pour surveiller l&#39;intensité moyenne des pixels dans le o régionf intérêt. </li><li> Le cœur doit fonctionner en mode de fonctionnement biventriculaire pour générer des pressions appropriées. niveaux fNADH devrait être faible et stable sur la surface épicardique suffisante pour confirmer la perfusion coronaire. À ce stade de l&#39;étude d&#39;un protocole expérimental spécifique devrait être mis en œuvre pour tester une hypothèse. </li><li> Lorsque l&#39;étude est terminée, retirez le cœur du système et vider tous les perfusat. Rincer la tubulure du système et des chambres avec de l&#39;eau purifiée. Pour l&#39;entretien de routine, le système doit être périodiquement rincé avec une solution ou une solution Mucasol hydrogène dilué peroxyde, selon les besoins. </li></ol> 5. Off-line de traitement d&#39;images fNADH <ol><li> Une façon de comparer des ensembles de données NADH (fNADH (i, j, t)) entre les expériences consiste à normaliser chaque image de fluorescence à l&#39;aide d&#39;une image de référence (fNADH (i, j, t 0)) à partir de l&#39;ensemble de données 9, comme indiqué dans l&#39;équation ci-dessous . Une autre façon de normaliser NADH fluorescence est de plAs un petit morceau de verre d&#39;uranyle dans le champ de vision avant l&#39;expérience 9, 18, ​​19. Verre d&#39;uranyle va de fluorescence (450 - 550 nm) lorsqu&#39;il est éclairé avec une lumière UV pour fournir un signal qui peut être utilisé comme une référence stable. </li></ol><img alt="L&#39;équation 1" src="/files/ftp_upload/4115/4115eq1.jpg" /> 6. Les résultats représentatifs Vues antérieures et de la base d&#39;une préparation biventriculaire lapin de travail cardiaque sont présentés dans la figure 1. La pression ventriculaire gauche a été mesurée par la navigation d&#39;un cathéter transducteur de pression (Millar SPR-407) au-delà de la valvule aortique et dans le ventricule gauche. Pressions ventriculaires aortique, artère pulmonaire, et à gauche (LVP) sont présentés dans la figure 1C. Diastolique LVP est généralement comprise entre 0 et 10 mmHg. La pression aortique diastolique minimale est d&#39;environ 60 mmHg. Pic systolique LVP dépend de la pression de remplissage (la précharge ou de la pression LA) et de la contractilitéet, de façon optimale, doit être comprise entre 80 et 100 mmHg. La pression aortique maximal et LVP doit correspondre étroitement, comme le montre la figure 1C. Potentiels d&#39;action monophasiques (MAP) avec une phase de dépolarisation rapide et une phase de repolarisation qui sont typiques pour des cœurs de lapins sont présentés dans la figure 1D. Les cartes peuvent être enregistrées relativement facilement à partir d&#39;un coeur traitance mais ont généralement un artefact de mouvement petite pendant la diastole, comme indiqué dans la figure 1D. Cartes sont utiles pour confirmer l&#39;entraînement avec succès du cœur (la capture) au cours de la stimulation et peut également être utilisé pour mesurer les changements électrophysiologiques locales dues à une ischémie ou d&#39;autres perturbations de courte durée. Un ECG peut également être mesurée par une immersion au coeur dans un bain de superfusat chaude et placer une électrode dans le bain sur les côtés gauche et droit du cœur. Un troisième électrode indifférente est soit placé dans le bain, à l&#39;écart du coeur, ou est attaché à l&#39;aorte.Un ECG fournira des informations concernant l&#39;excitation mondiale et le processus de repolarisation, ce qui est utile pour évaluer l&#39;ensemble de fonction électrique et pour révéler la présence d&#39;une ischémie. fNADH imagerie révèle des changements dans l&#39;état redox mitochondrial du cœur, qui peuvent être utilisés pour mesurer la progression spatio-temporelle des régions ischémiques ou hypoxiques. Pour cette étude, épicardique fNADH a été mesurée pour surveiller les changements dans l&#39;état d&#39;oxydo-réduction au cours des trois fréquences de stimulation à la durée du cycle (CL) de 300, 200 et 150 msec. Les valeurs moyennes fNADH d&#39;une région d&#39;intérêt (encadré rouge, figure 2) montrent que les niveaux de référence fNADH augmenter à mesure que la durée du cycle est raccourci. Lorsque la fréquence de stimulation est proche d&#39;un rythme sinusal (CL = 300 msec) de base fNADH niveau est relativement constant. Comme la durée du cycle est raccourci en dessous de 300 ms, base fNADH l&#39;augmentation des niveaux, avec la plus forte augmentation dans les plus brefs CL (150 msec). Haute résolution fNADH imagerie de la surface totale antérieureà 200 et 400 bpm est illustré à la figure 3. niveaux fNADH à 200 bpm étaient constants et spatialement homogène. A 400 bpm, le niveau a considérablement augmenté tout au long fNADH l&#39;épicarde. Importante hétérogénéité spatiale a été observée avec les plus fortes hausses se trouvant dans les régions septales de la RV et LV. Le signal fNADH oscille avec la contraction (artefact de mouvement) et la fréquence d&#39;oscillation correspond à la fréquence cardiaque (figure 2). En canulation biventriculaire, la base du cœur est détenu par 4 canules, ce qui contribue à empêcher le cœur de balancer pendant la contraction. Par conséquent, l&#39;amplitude d&#39;oscillation est toujours inférieure à n&#39;importe quelle échelle de temps plus (5-10 sec) les tendances dans fNADH qui sont causées par une ischémie ou l&#39;hypoxie. <img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/4115/4115fig1.jpg" /> Figure 1. Pressions typiques et des potentiels d&#39;action monophasiques à partir d&#39;un travail isolé biventriculaire racoeur bbit. A. Vue basale du cœur montrant les canules de quatre: 1, aortique, 2, artère pulmonaire; 3, de l&#39;oreillette gauche, et 4, de l&#39;oreillette droite B. Vue antérieure du cœur montrant le ventricule gauche (VG) et le ventricule droit. (RV) pressions représentatives. C.. Top: la pression ventriculaire gauche (trait plein) et la pression aortique (ligne pointillée). En bas: la pression artérielle pulmonaire. D. potentiels représentatifs d&#39;action monophasiques. Le signal est aligné avec les pressions indiquées dans le panneau C. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/4115/4115fig1large.jpg" target="_blank">Cliquez ici pour agrandir la figure</a> . <img alt="Figure 2" src="/files/ftp_upload/4115/4115fig2.jpg" /> Figure 2. imagerie fNADH d&#39;un actif isolé biventriculaire coeur de lapin. Haut: Une bande dessinée du champ de vue (à gauche) et trois images fNADH sont présentés. La longueur de stimulation correspondant cycle (CL) est indiqué sur chaque image.La région d&#39;intérêt pour le signal fNADH dans le panneau inférieur est indiquée par la boîte de rouge. La pointe de l&#39;électrode de potentiel d&#39;action monophasique est vu à droite de la région d&#39;intérêt. L&#39;épicarde a été allumé à l&#39;aide de la lampe au mercure et guide de lumière, comme le montre la Figure 5. Seule la surface épicardique entourant la région d&#39;intérêt a été illuminé Bas:. FNADH moyen pour la région d&#39;intérêt indiqué par la boîte rouge dans le panneau supérieur. Moyenne des augmentations fNADH avec une longueur de cycle réduit. <img alt="Figure 3" src="/files/ftp_upload/4115/4115fig3.jpg" /> Figure 3. images fNADH de toute la surface antérieure d&#39;un actif isolé biventriculaire coeur de lapin. Le cœur était au rythme de la RA à 200 bpm et 400 bpm. fNADH a été imagé (2 ips, 128x128 pixels à une résolution de 0,4 mm) tout en éclairant l&#39;épicarde toute antérieure au moyen de deux LED de puissance élevée (Mightex PLS-0365-030-S, 365 nm, 4% intensity, 50 mW max).

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J., Gallagher, W. J., Hjelle, M. A., Laske, T. G., Morissette, J., Iaizzo, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolated+four-chamber+working+swine+heart+model.">Isolated four-chamber working swine heart model.</a> Ann. Thorac. Surg. 70, 1607-1614 (2000).</li><li>Hill, A. J., Laske, T. G., Coles, J. A., Sigg, D. C., Skadsberg, N. D., Vincent, S. A., Soule, C. L., Gallagher, W. J., Iaizzo, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+studies+of+human+hearts.">In vitro studies of human hearts.</a> Ann. Thorac. Surg. 79, 168-177 (2005).</li><li>Schenkman, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiac+performance+as+a+function+of+intracellular+oxygen+tension+in+buffer-perfused+hearts.">Cardiac performance as a function of intracellular oxygen tension in buffer-perfused hearts.</a> Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 281, H2463-H2472 (2001).</li><li>Pijl, A. J., Pfaffendorf, M., Mathy, M., Van Zwieten, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardioprotection+by+nifedipine+in+isolated+working+hearts:+A+comparative+study+on+three+different+types+of+experimental+ischemia.">Cardioprotection by nifedipine in isolated working hearts: A comparative study on three different types of experimental ischemia.</a> J. Cardiovasc. Pharmacol. 21, 70-76 (1993).</li><li>Khatib, S. Y., Boyett, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+glyburide+(glibenclamide)+on+myocardial+function+in+langendorff+perfused+rabbit+heart+and+on+myocardial+contractility+and+slow+calcium+current+in+guinea-pig+single+myocytes.">Effects of glyburide (glibenclamide) on myocardial function in langendorff perfused rabbit heart and on myocardial contractility and slow calcium current in guinea-pig single myocytes.</a> Mol. Cell Biochem. 242, 81-87 (2003).</li><li>Kates, R. E., Yee, Y. G., Hill, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+albumin+on+the+electrophysiologic+stability+of+isolated+perfused+rabbit+hearts.">Effect of albumin on the electrophysiologic stability of isolated perfused rabbit hearts.</a> J. Cardiovasc. Pharmacol. 13, 168-172 (1989).</li><li>Combs, C. A., Balaban, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+imaging+of+dehydrogenase+activity+within+living+cells+using+enzyme-dependent+fluorescence+recovery+after+photobleaching+(ED-FRAP).">Direct imaging of dehydrogenase activity within living cells using enzyme-dependent fluorescence recovery after photobleaching (ED-FRAP).</a> Biophys. J. 80, 2018-2028 (2001).</li><li>Coremans, J. M., Ince, C., Bruining, H. A., Puppels, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=(Semi-)quantitative+analysis+of+reduced+nicotinamide+adenine+dinucleotide+fluorescence+images+of+blood-perfused+rat+heart.">(Semi-)quantitative analysis of reduced nicotinamide adenine dinucleotide fluorescence images of blood-perfused rat heart.</a> Biophys J. 72, 1849-1860 (1997).</li><li>Scholz, T. D., Laughlin, M. R., Balaban, R. S., Kupriyanov, V. V., Heineman, F. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+substrate+on+mitochondrial+NADH,+cytosolic+redox+state,+and+phosphorylated+compounds+in+isolated+hearts.">Effect of substrate on mitochondrial NADH, cytosolic redox state, and phosphorylated compounds in isolated hearts.</a> Am. J. Physiol. 268, 82-91 (1995).</li><li>Holcomb, M. R., Woods, M. C., Uzelac, I., Wikswo, J. P., Gilligan, J. M., Sidorov, V. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+potential+of+dual+camera+systems+for+multimodal+imaging+of+cardiac+electrophysiology+and+metabolism.">The potential of dual camera systems for multimodal imaging of cardiac electrophysiology and metabolism.</a> Exp. Biol. Med. (Maywood). 234, 1355-1373 (2009).</li></ol>

Pas de conflits d&#39;intérêt déclarés.

Le cœur isolé perfusé de Langendorff reste un outil privilégié pour l&#39;étude de la physiologie cardiaque 2. Il est particulièrement utile dans les études d&#39;arythmies cardiaques, en particulier ceux qui utilisent l&#39;imagerie de fluorescence de 20 potentiel transmembranaire. Un avantage est que l&#39;épicarde ensemble du cœur isolé peut être observé 21, 22. Un autre avantage est que, contrairement au sang, perfusion avec une solution tampon cristalloïde clair n&#39;interfère pas avec les signaux de fluorescence. Une limitation est que la technique de Langendorff n&#39;est pas bien adapté pour les études de métabolisme cardiaque, qui nécessitent souvent le cœur d&#39;accomplir un travail dans le contexte de la précharge physiologique et les pressions postcharge. Pour élever la pertinence des préparations cardiaques isolés pour les études métaboliques, Neely a introduit des modifications à la technique de Langendorff pour établir appropriée ventricule gauche (VG) précharge et postcharge 3 pressions.Le modèle est connu sous le nom du modèle isolé LV coeur et de travail a été largement utilisée pour étudier la performance et le métabolisme LV 4-6. Le modèle LV coeur de travail est supérieur au modèle de Langendorff pour les évaluations fonctionnelles, mais il ne fournit pas un ventricule correctement chargé droite (VD). Demmy et al. D&#39;abord rapporté un modèle biventriculaire (LV &amp; RV) comme une modification du modèle LV coeur fonctionnant 7, 8. Ils ont constaté que le développement du volume systolique, le débit cardiaque et la pression améliorée dans les coeurs convertis à partir du mode de travail pour LV mode de fonctionnement biventriculaire 8. Un RV correctement chargé améliore également la fonction du septum en diminuant les gradients de pression anormales à travers le septum. Biventriculaire coeurs de travail ont été montré pour maintenir la production de l&#39;aorte, du débit pulmonaire, la pression aortique moyenne, la pression moyenne pulmonaire, la fréquence cardiaque et l&#39;infarctus du ATP, et les niveaux de phosphate de créatine pour un maximum de 3 heures 8. Biventriculaire études cardiaques de travail utilisent généralement les cœurs franimaux om petits, comme les rats et les lapins, car le débit cardiaque et le volume requis de liquide de perfusion sont beaucoup moins que pour les cœurs des grands animaux. Cependant, les études cardiaques biventriculaire de travail ont été menées en utilisant les cœurs de porcs, chiens, et même les êtres humains 23, 24. La demande métabolique des cœurs isolés en mode de travail biventriculaire est considérablement plus élevé que celui de la perfusion de Langendorff. Il est important que la solution perfusat fournir assez d&#39;oxygène et de substrat métabolique pour soutenir la fonction cardiaque biventriculaire. Standard solutions tampons cristalloïdes, comme de Krebs-Henseleit 16, 17, 25 ou 26 Tyrodes, 27, ont des solubilités oxygène aussi élevée que 5,6 mg / L. Lorsque ces solutions sont gazés avec du carbogène (un mélange de gaz de 95% d&#39;O 2 et 5% de CO 2) et contiennent de substrat approprié métabolique (glucose, dextrose, et / ou de pyruvate de sodium), elles sont appropriées pour biventriculaire cœur battant de travail à la normeal taux de sinus (environ 180 bpm pour un lapin). Augmentation de la demande métaboliques pour des rythmes rapides et la quantité d&#39;oxygène dissous dans perfusats standards pourrait ne pas suffire à soutenir pleinement un cœur biventriculaire de travail qui se contracte à des taux élevés. Solutions tampons contenant des érythrocytes cristalloïdes ou mixtes avec du sang total ont été utilisés dans les préparations de coeurs de travail pour assurer la disponibilité adéquate d&#39;oxygène. Des études antérieures ont montré que l&#39;ajout d&#39;érythrocytes à une solution de Krebs-Henseleit amélioration de la fonction cardiaque de travail au cours des protocoles de stimulation rigoureuses et également réduit l&#39;incidence de 16 fibrillation ventriculaire. Une limitation de l&#39;utilisation de globules rouges ou des mélanges de sang total, c&#39;est que l&#39;hémoglobine interfère avec des longueurs d&#39;onde de lumière qui sont utilisés pour l&#39;imagerie de fluorescence 13. D&#39;autres substrats, tels que l&#39;albumine, peuvent également être ajoutés à perfusat des solutions pour prolonger la viabilité du cœur et réduire l&#39;œdème 28. Lors de l&#39;imagerie de fluorescence de l&#39;intensité de la lumière d&#39;excitation doit être élevée et la distribution de la lumière doit être uniforme. Atteindre un éclairage uniforme n&#39;est pas toujours facile en raison de la courbure de la surface épicardique. Dans nos études, nous avons l&#39;image fNADH en filtrant la lumière (350 ± 25 nm) à partir d&#39;une lampe à mercure. Un guide de fibre optique bifurquée la lumière est utilisée pour diriger la lumière UV sur la surface épicardique. Un éclairage uniforme peut être obtenue par un positionnement approprié des deux viroles de sortie. UV sources lumineuses à LED pourrait également être utilisé, comme nous l&#39;avons démontré dans la figure 3. Sources lumineuses à DEL sont relativement peu coûteux afin de multiples sources pourraient être incorporées dans un système d&#39;imagerie. Les LED peuvent aussi être allumée et éteinte à des taux élevés de synchroniser la lumière d&#39;excitation à l&#39;acquisition de l&#39;image. Photoblanchiment de NADH doit être minimisée 29 en réduisant le temps d&#39;illumination tissu. Cela peut être fait par l&#39;éclairage du vélo sur et en dehors à l&#39;aide d&#39;un électronobturateur IC et une lampe ou d&#39;un système d&#39;éclairage à LED et un contrôleur. Si l&#39;éclairage est synchronisé avec le cycle cardiaque, puis l&#39;acquisition d&#39;images fNADH pourrait se limiter à la diastole, ce qui réduirait la présence de mouvement dans les signaux de fluorescence. L&#39;éclairage et l&#39;acquisition Trigging image en utilisant un signal de pression, tels que la pression LV, serait une façon de le faire. Dans nos études, nous avons observé que les changements dans fNADH par unité de temps peut être plus de 5X plus élevé à 400 bpm qu&#39;à 200 bpm. Cela indique que les rythmes rapides d&#39;élever l&#39;état redox du cœur. Que ce soit ou non cela est causé par une hypoxie ou de l&#39;incapacité des myocytes pour oxyder le NADH en NAD + assez rapidement pour éviter l&#39;accumulation de NADH est toujours une question sans réponse. La performance d&#39;une préparation coeur travaille biventriculaire est subordonnée à plusieurs facteurs. L&#39;un des plus important est de définir à l&#39;pressions de précharge et la postcharge à imiter le physiologiqueconditions qui sont sous enquête. En particulier, la postcharge VG (pression aortique) doit être ajustée pour représenter la pression systémique. Si elle est trop élevée, le LV ne sera pas en mesure de surmonter la pression, ce qui entraîne une régurgitation. Pression qui est trop faible nuira perfusion coronaire. La pression de précharge VG (la pression auriculaire gauche) devrait également être ajusté pour fournir un volume télédiastolique qui est approprié pour le protocole expérimental. fNADH imagerie des tissus vivants est un mode avéré de l&#39;imagerie de fluorescence 13. Son application sur le tissu cardiaque a été illustré par Barlow et Chance quand ils ont signalé des élévations frappants de fNADH dans le tissu régional ischémique après ligature d&#39;un vaisseau coronaire 14. Leurs images ont été enregistrées fNADH sur le film en utilisant une caméra oscilloscope Fairchild et la photographie au flash UV. Coremans et al. élargi sur ce concept en utilisant le rapport NADH réflectance de fluorescence / UV de mesuree l&#39;état métabolique de l&#39;épicarde des cœurs de rat Langendorff perfusés de sang 30. Un videofluorimeter a été utilisé pour l&#39;imagerie et de données a été enregistré à l&#39;aide d&#39;un enregistreur vidéo. Plus tard, Scholz et al. utilisé un tableau spectrographe et photodiode pour mesurer fNADH moyenne à partir d&#39;une grande partie de la LV. Cette approche réduit les effets de épicardiques hétérogénéités de fluorescence et les variations locales de la circulation tout en révélant macroscopiques liés au travail des variations de fNADH 31. Cette approche est semblable à des niveaux de calcul fNADH moyenne pour une région d&#39;intérêt sur ​​toutes les images d&#39;un ensemble de données d&#39;imagerie fNADH, comme illustré dans la figure 2. Comme nous l&#39;avons présenté dans cet article, la technologie d&#39;aujourd&#39;hui permet à grande vitesse des caméras CCD et projecteurs à commande numérique UV haute puissance. Ces technologies permettent la dynamique spatiotemporelle des fNADH et le métabolisme cardiaque à étudier de nombreuses perspectives nouvelles. Le coût relativement faible de l&#39;optique et la source lumineuse rend fNADH l&#39;image d&#39;un accessoire utile pour les classiques systèmes de cartographie cardiaque optiques. 9, 32

<table border="1"><tbody><tr><td> Chimique </td><td> Entreprise </td><td> Numéro de catalogue </td></tr><tr><td> NaCl </td><td> Sigma-Aldrich, St. Louis, MO </td><td> S-3014 </td></tr><tr><td> KCl </td><td> Sigma-Aldrich, St. Louis, MO </td><td> P3911-500G </td></tr><tr><td> CaCl 2 </td><td> Fisher Scientific, Fair Lawn, NJ </td><td> C77-500 </td></tr><tr><td> MgSO 4 </td><td> Sigma-Aldrich, St. Louis, MO </td><td> M-7506 </td></tr><tr><td> NaHCO 3 </td><td> Fisher Scientific, Fair Lawn, NJ </td><td> S-233 </td></tr><tr><td> KH 2 PO 4 </td><td> Fisher Scientific, Fair Lawn, NJ </td><td> 423-316 </td></tr><tr><td> Glucose </td><td> Sigma-Aldrich, St. Louis, MO </td><td> 158968-500G </td></tr><tr><td> NaPyruvate </td><td> Sigma-Aldrich, St. Louis, MO </td><td> P2256-25G </td></tr><tr><td> L&#39;albumine </td><td> Sigma-Aldrich, St. Louis, MO </td><td> A9418-100G </td></tr></tbody></table>

nadh fluorescence imaging of isolated biventricular working rabbit hearts

Depuis sa création par Langendorff 1, le cœur isolé perfusé reste un outil privilégié pour l&#39;étude de la physiologie cardiaque 2. Toutefois, il n&#39;est pas bien adapté pour les études de métabolisme cardiaque, qui exigent le cœur d&#39;accomplir un travail dans le contexte de la précharge physiologique et les pressions postcharge. Modifications introduites Neely à la technique de Langendorff pour établir appropriée ventricule gauche (VG) précharge et postcharge. 3 pressions Le modèle est connu sous le nom du modèle isolé LV coeur et de travail a été largement utilisée pour étudier la performance et le métabolisme LV 4-6. Ce modèle, cependant, ne fournit pas un ventricule correctement chargé droite (VD). Demmy et al. D&#39;abord rapporté un modèle biventriculaire comme une modification du modèle LV coeur fonctionnant 7, 8. Ils ont constaté que le développement du volume systolique, le débit cardiaque et la pression améliorée dans les coeurs convertis à partir du mode de travail pour LV mode de fonctionnement biventriculaire 8 </sup&gt;. Un RV correctement chargé diminue également les gradients de pression anormales à travers le septum pour améliorer la fonction du septum. Biventriculaire coeurs de travail ont été montré pour maintenir la production de l&#39;aorte, du débit pulmonaire, la pression aortique moyenne, le rythme cardiaque, et les niveaux d&#39;ATP du myocarde pour un maximum de 3 heures 8. Lorsque l&#39;on étudie les effets métaboliques de la lésion myocardique, tels que l&#39;ischémie, il est souvent nécessaire pour identifier l&#39;emplacement du tissu affecté. Cela peut être fait par l&#39;imagerie de la fluorescence du NADH (la forme réduite du nicotinamide adénine dinucléotide) 9-11, une coenzyme trouve en grandes quantités dans les mitochondries. NADH fluorescence (fNADH) affiche une relation presque linéaire inverse avec 12 la concentration en oxygène local et fournit une mesure de l&#39;état redox mitochondrial 13. imagerie fNADH dans des conditions hypoxiques et ischémiques a été utilisé comme une méthode sans colorant pour identifier les régions hypoxiques 14, 15 et pour surveiller la progression de lades conditions hypoxiques au fil du temps 10. L&#39;objectif de la méthode consiste à surveiller l&#39;état redox mitochondrial de biventriculaire coeurs de travail au cours des protocoles qui modifient la vitesse du métabolisme des myocytes ou d&#39;induire l&#39;hypoxie ou de créer une combinaison des deux. Coeurs de lapins blancs de Nouvelle-Zélande ont été reliés à un système de travail cardiaque biventriculaire (Hugo Sachs Elektronik) et perfusés avec mise à jour de Krebs-Henseleit solution 16 à 37 ° C. Aortique, LV, artère pulmonaire, et à gauche et à droite pressions auriculaires ont été enregistrées. L&#39;activité électrique a été mesurée en utilisant une électrode potentiel d&#39;action monophasique. Pour l&#39;image fNADH, la lumière d&#39;une lampe au mercure a été filtré (350 ± 25 nm) et servant à éclairer l&#39;épicarde. La lumière émise a été filtré (460 ± 20 nm) et imagée à l&#39;aide d&#39;une caméra CCD. Changements dans le fNADH épicardique du cœur biventriculaire de travail au cours de différentes fréquences de stimulation sont présentés. La combinaison du modèle d&#39;imagerie cardiaque et fNADHfournit un nouvel outil fort utile pour l&#39;étude expérimentale des pathologies cardiaques aiguës dans le cadre de réalistes des conditions physiologiques.

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NADH Fluorescence Imaging of Isolated Biventricular Working Rabbit Hearts

L&#39;objectif est de surveiller l&#39;état redox mitochondrial de coeurs isolés dans le contexte de la précharge physiologique et les pressions postcharge. Un modèle de travail biventriculaire coeur de lapin est présenté. Haute résolution spatio-temporelle imagerie par fluorescence de NADH est utilisée pour surveiller l&#39;état mitochondriale redox de tissu épicardique.

NADH imagerie par fluorescence de biventriculaire isolé travail coeurs de lapin

Since its inception by Langendorff1, the isolated perfused heart remains a prominent tool for studying cardiac physiology2. However, it is not well-suited ...

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Research

JoVE Journal

Medicine

17.9K vues.  The George Washington University. L'objectif est de surveiller l'état redox mitochondrial de coeurs isolés dans le contexte de la précharge physiologique et les pressions postcharge. Un modèle de travail biventriculaire coeur de lapin est présenté. Haute résolution spatio-temporelle imagerie par fluorescence de NADH est utilisée pour surveiller l'état mitochondriale redox de tissu épicardique.

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Assessment of Cardiac Function and Energetics in Isolated Mouse Hearts Using 31P NMR Spectroscopy

Bioengineered mouse models have become powerful research tools in determining causal relationships between molecular alterations and models of cardiovascular disease. Although molecular biology is necessary in identifying key changes in the signaling pathway, it is not a surrogate for functional significance. While physiology can provide answers to the question of function, combining physiology with biochemical assessment of metabolites in the intact, beating heart allows for a complete picture of cardiac function and energetics. For years, our laboratory has utilized isolated heart perfusions combined with nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy to accomplish this task. Left ventricular function is assessed by Langendorff-mode isolated heart perfusions while cardiac energetics is measured by performing 31P magnetic resonance spectroscopy of the perfused hearts. With these techniques, indices of cardiac function in combination with levels of phosphocreatine and ATP can be measured simultaneously in beating hearts. Furthermore, these parameters can be monitored while physiologic or pathologic stressors are instituted. For example, ischemia/reperfusion or high workload challenge protocols can be adopted. The use of aortic banding or other models of cardiac pathology are apt as well. Regardless of the variants within the protocol, the functional and energetic significance of molecular modifications of transgenic mouse models can be adequately described, leading to new insights into the associated enzymatic and metabolic pathways. Therefore, 31P NMR spectroscopy in the isolated perfused heart is a valuable research technique in animal models of cardiovascular disease.

Assessment of Cardiac Function and Energetics in Isolated Mouse Hearts Using 31P NMR Spectroscopy

Langendorff-mode isolated heart perfusion, in conjunction with 31P NMR spectroscopy, combines the fields of biochemistry and physiology into one experiment. The protocol allows for the dynamic measurement of high energy phosphate content and turnover in the heart while concurrently monitoring physiologic function. When performed correctly, this is a valuable technique in the assessment of cardiac energetics.

L&#39;évaluation de la fonction cardiaque et Energétique dans les coeurs isolés de souris à l&#39;aide<sup&gt; 31</sup&gt; P NMR Spectroscopy

Bioengineered mouse models have become powerful research tools in determining causal relationships between molecular alterations and models of ...

Recherche

Médecine

In vivo Imaging of Tumor Angiogenesis using Fluorescence Confocal Videomicroscopy

Fibered confocal fluorescence in vivo imaging with a fiber optic bundle uses the same principle as fluorescent confocal microscopy. It can excite fluorescent in situ elements through the optical fibers, and then record some of the emitted photons, via the same optical fibers. The light source is a laser that sends the exciting light through an element within the fiber bundle and as it scans over the sample, recreates an image pixel by pixel. As this scan is very fast, by combining it with dedicated image processing software, images in real time with a frequency of 12 frames/sec can be obtained.
We developed a technique to quantitatively characterize capillary morphology and function, using a confocal fluorescence videomicroscopy device. The first step in our experiment was to record 5 sec movies in the four quadrants of the tumor to visualize the capillary network. All movies were processed using software (ImageCell, Mauna Kea Technology, Paris France) that performs an automated segmentation of vessels around a chosen diameter (10 &mu;m in our case). Thus, we could quantify the 'functional capillary density', which is the ratio between the total vessel area and the total area of the image. This parameter was a surrogate marker for microvascular density, usually measured using pathology tools.
The second step was to record movies of the tumor over 20 min to quantify leakage of the macromolecular contrast agent through the capillary wall into the interstitium. By measuring the ratio of signal intensity in the interstitium over that in the vessels, an 'index leakage' was obtained, acting as a surrogate marker for capillary permeability.

In vivo Imaging of Tumor Angiogenesis using Fluorescence Confocal Videomicroscopy

In this paper, we present a method to analyze tumor microvessels in vivo using dynamic contrast-enhanced fluorescence videomicroscopy. Two quantitative parameters were acquired: functional capillary density reflecting the vascularity of the tumor, and index leakage reflecting the leakiness of the endothelial wall.

Dans l&#39;imagerie in vivo de angiogenèse tumorale en utilisant la fluorescence confocale vidéomicroscopie

Fibered confocal fluorescence in vivo imaging with a fiber optic bundle uses the same principle as fluorescent confocal microscopy. It can excite ...

An Isolated Working Heart System for Large Animal Models

Since its introduction in the late 19th century, the Langendorff isolated heart perfusion apparatus, and the subsequent development of the working heart model, have been invaluable tools for studying cardiovascular function and disease1-15. Although the Langendorff heart preparation can be used for any mammalian heart, most studies involving this apparatus use small animal models (e.g., mouse, rat, and rabbit) due to the increased complexity of systems for larger mammals1,3,11. One major difficulty is ensuring a constant coronary perfusion pressure over a range of different heart sizes &#8211; a key component of any experiment utilizing this device1,11. By replacing the classic hydrostatic afterload column with a centrifugal pump, the Langendorff working heart apparatus described below allows for easy adjustment and tight regulation of perfusion pressures, meaning the same set-up can be used for various species or heart sizes. Furthermore, this configuration can also seamlessly switch between constant pressure or constant flow during reperfusion, depending on the user&#8217;s preferences. The open nature of this setup, despite making temperature regulation more difficult than other designs, allows for easy collection of effluent and ventricular pressure-volume data.

Most studies involving the Langendorff apparatus use small animal models due to the increased complexity of systems for larger mammals. We describe a Langendorff system for large animal models that allows for use across a range of species, including humans, and relatively easy data acquisition.

Un système de Coeur de travail isolé pour les grands modèles animaux

Since its introduction in the late 19th century, the Langendorff isolated heart perfusion apparatus, and the subsequent development of the working heart ...

Working with Human Tissues for Translational Cancer Research

Medical research for human benefit is greatly impeded by the necessity for human tissues and subjects. However, upon obtaining consent for human specimens, precious samples must be handled with the greatest care in order to ensure integrity of organs, tissues, and cells to the highest degree. Unfortunately, tissue processing by definition requires extraction of tissues from the host, a change which can cause great cellular stress and have major repercussions on subsequent analyses. These stresses could result in the specimen being no longer representative of the site from which it was retrieved. Therefore, a strict protocol must be adhered to while processing these specimens to ensure representativeness. The desired assay(s) must also be taken into consideration in order to ensure that an optimal technique is used for sample processing. Outlined here is a protocol for tissue retrieval, processing and various analyses which may be performed on processed tissue in order to maximize downstream production from limited tissue samples.

Translational cancer research is dependent on extraction of human tissues. Much work has gone into optimizing extraction methods for ex vivo analysis. Here, we describe tissue processing methods allowing for maximal data output from limited samples.

Travailler avec les tissus humains pour la recherche translationnelle sur le cancer

Medical research for human benefit is greatly impeded by the necessity for human tissues and subjects. However, upon obtaining consent for human ...

Fluorescence-mediated Tomography for the Detection and Quantification of Macrophage-related Murine Intestinal Inflammation

Murine models of disease are indispensable to scientific research. However, many diagnostic tools such as endoscopy or tomographic imaging are not routinely employed in animal models. Conventional experimental readouts often rely on post mortem and ex vivo analyses, which prevent intra-individual follow-up examinations and increase the number of study animals needed. Fluorescence-mediated tomography enables the non-invasive, repetitive, quantitative, three-dimensional assessment of fluorescent probes. It is highly sensitive and permits the use of molecular makers, which allows for the specific detection and characterization of distinct molecular targets. In particular, targeted probes represent an innovative tool for analyzing gene activation and protein expression in inflammation, autoimmune disease, infection, vascular disease, cell migration, tumorigenesis, etc. In this article, we provide step-by-step instructions on this sophisticated imaging technology for the in vivo detection and characterization of inflammation (i.e., F4/80-positive macrophage infiltration) in a widely used murine model of intestinal inflammation. This technique might also be used in other research areas, such as immune cell or stem cell tracking.

Target-specific probes represent an innovative tool for analyzing molecular mechanisms, such as protein expression in various types of disease (e.g., inflammation, infection, and tumorigenesis). In this study, we describe a quantitative three-dimensional tomographic assessment of intestinal macrophage infiltration in a murine model of colitis using F4/80-specific fluorescence-mediated tomography.

Tomographie médiée par fluorescence pour la détection et la Quantification de l’Inflammation intestinale Murine axés sur les macrophages

Murine models of disease are indispensable to scientific research. However, many diagnostic tools such as endoscopy or tomographic imaging are not ...

Semi-Minimal Invasive Method to Induce Myocardial Infarction in Rats and the Assessment of Cardiac Function by an Isolated Working Heart System

Myocardial infarction (MI) remains the main contributor to morbidity and mortality worldwide. Therefore, research on this topic is mandatory. An easily and highly reproducible MI induction procedure is required to obtain further insight and better understanding of the underlying pathological changes. This procedure can also be used to evaluate the effects or potency of new and promising treatments (as drugs or interventions) in acute MI, subsequent remodeling and heart failure (HF). After intubation and pre-operative preparation of the animal, an anesthetic protocol with isoflurane was performed, and the surgical procedure was conducted&#160;quickly. Using a minimally invasive approach, the left anterior descending artery (LAD) was located and occluded by a ligature. The occlusion can be performed acutely for subsequent reperfusion (ischemia/reperfusion injury). Alternatively, the vessel can be ligated permanently to investigate the development of chronic MI, remodeling or HF. Despite common pitfalls, the drop-out rates are minimal. Various treatments such as remote ischemic conditioning can be examined for their cardioprotective potential pre-, peri- and post-operatively. The post-operative recovery was quick as the anesthesia was precisely controlled and the duration of the operation was short. Post-operative analgesia was administered for three days. The minimally invasive procedure reduces the risk of infection and inflammation. Furthermore, it facilitates rapid recovery. The &#8220;working heart&#8221; measurements were performed ex vivo and enabled precise control of preload, afterload and flow. This procedure requires specific equipment and training for adequate performance. This manuscript provides a detailed step-by-step introduction for conducting these measurements.

This article presents an efficient method to perform myocardial ischemia and subsequent chronic reperfusion in rats using a minimally invasive approach. In addition, left ventricular hemodynamic function of rats is assessed by echocardiography and isolated working heart methods.&#160;

Méthode invasive semi-minimale pour induire l’infarctus du myocarde chez les rats et l’évaluation de la fonction cardiaque par un système cardiaque de travail isolé

Myocardial infarction (MI) remains the main contributor to morbidity and mortality worldwide. Therefore, research on this topic is mandatory. An easily ...

Biventricular Assessment of Cardiac Function and Pressure-Volume Loops by Closed-Chest Catheterization in Mice

Assessment of cardiac function is essential to conduct cardiovascular and pulmonary-vascular preclinical research. Pressure-volume loops (PV loops) generated by recording both pressure and volume during cardiac catheterization are vital when assessing both systolic and diastolic cardiac function. Left and right heart function are closely related, reflected in ventricular interdependence. Thus, recording biventricular function in the same animal is important to get a complete assessment of cardiac function. In this protocol, a closed chest approach to cardiac catheterization consistent with the way catheterization is performed in patients is adopted in mice. While challenging, the closed chest strategy is a more physiological approach, because opening the chest results in major changes in preload and afterload that create artifacts, most notably a fall in systemic blood pressure. While high-resolution echocardiography is used to assess rodents, cardiac catheterization is invaluable, particularly when assessing diastolic pressures in both ventricles.
Described here is a procedure to perform invasive, closed chest, sequential left and right ventricular pressure-volume (PV) loops in the same animal. PV loops are acquired using&#160;admittance technology with a mouse pressure-volume catheter and pressure-volume system acquisition. The procedure is described, beginning with the neck dissection, which is required to access the right jugular vein and the right carotid artery, to the insertion and positioning of the catheter, and finally the data acquisition. Then, the criteria required to ensure the acquisition of high-quality PV loops are discussed. Finally, the analysis of the left and right ventricular PV loops and the different hemodynamic parameters available to quantify systolic and diastolic ventricular function are briefly described.

Presented here is a protocol to assess biventricular heart function in mice by generating pressure-volume (PV) loops from the right and left ventricle in the same animal using closed chest catheterization. The focus is on the technical aspect of surgery and data acquisition.

Évaluation biventriculaire de la fonction cardiaque et des boucles pression-volume par cathétérisme thoracique fermé chez la souris

Assessment of cardiac function is essential to conduct cardiovascular and pulmonary-vascular preclinical research. Pressure-volume loops (PV loops) ...

Refined CLARITY-Based Tissue Clearing for Three-Dimensional Fibroblast Organization in Healthy and Injured Mouse Hearts

Cardiovascular disease is the most prevalent cause of mortality worldwide and is often marked by heightened cardiac fibrosis that can lead to increased ventricular stiffness with altered cardiac function. This increase in cardiac ventricular fibrosis is due to activation of resident fibroblasts, although how these cells operate within the 3-dimensional (3-D) heart, at baseline or after activation, is not well understood. To examine how fibroblasts contribute to heart disease and their dynamics in the 3-D heart, a refined CLARITY-based tissue clearing and imaging method was developed that shows fluorescently labeled cardiac fibroblasts within the entire mouse heart. Tissue resident fibroblasts were genetically labeled using Rosa26-loxP-eGFP florescent reporter mice crossed with the cardiac fibroblast expressing Tcf21-MerCreMer knock-in line. This technique was used to observe fibroblast localization dynamics throughout the entire adult left ventricle in healthy mice and in fibrotic mouse models of heart disease. Interestingly, in one injury model, unique patterns of cardiac fibroblasts were observed in the injured mouse heart that followed bands of wrapped fibers in the contractile direction. In ischemic injury models, fibroblast death occurred, followed by repopulation from the infarct border zone. Collectively, this refined cardiac tissue clarifying technique and digitized imaging system allows for 3-D visualization of cardiac fibroblasts in the heart without the limitations of antibody penetration failure or previous issues surrounding lost fluorescence due to tissue processing.

A refined method of tissue clearing was developed and applied to the adult mouse heart. This method was designed to clear dense, autofluorescent cardiac tissue, while maintaining labeled fibroblast fluorescence attributed to a genetic reporter strategy.

Nettoyage des tissus à base de CLARTÉ raffiné pour l’organisation tridimensionnelle des fibroblastes dans les cœurs de souris sains et blessés

Cardiovascular disease is the most prevalent cause of mortality worldwide and is often marked by heightened cardiac fibrosis that can lead to increased ...

Isolated Lung Perfusion System in the Rabbit Model

The isolated lung perfusion system has been widely used in pulmonary research, contributing to elucidate the lungs&#39; inner workings, both micro and macroscopically. This technique is useful in the characterization of pulmonary physiology and pathology by measuring metabolic activities and respiratory functions, including interactions between circulatory substances and the effects of inhaled or perfused substances, as in drug testing. While in vitro methods involve the slicing and culturing of tissues, the isolated ex vivo lung perfusion system allows to work with a complete functional organ making possible the study of a continuous physiological function while recreating ventilation and perfusion. However, it should be noted that the effects of the absence of central innervation and lymphatic drainage still have to be fully assessed. This protocol aims to describe the assembly of the isolated lung apparatus, followed by the surgical extraction and cannulation of lungs and heart from experimental lab animals, as well as to display the perfusion technique and signal processing of data. The average viability of the isolated lung ranges between 5-8 h; during this period, the pulmonary capillary permeability increases, causing edema and lung injury. The functionality of preserved pulmonary tissue is measured by the capillary filtration coefficient (Kfc), used to determine the extent of pulmonary edema through time.

The isolated rabbit lung preparation is a gold standard tool in pulmonary research. This publication aims to describe the technique as developed for the study of physiological and pathological mechanisms involved in airway reactivity, lung preservation, and preclinical research in lung transplantation and pulmonary edema.

Système de perfusion pulmonaire isolé dans le modèle de lapin

The isolated lung perfusion system has been widely used in pulmonary research, contributing to elucidate the lungs&#39; inner workings, both micro and ...

Assessment of Ex Vivo Murine Biventricular Function in a Langendorff Model

Primary graft dysfunction (PGD) remains the leading cause of early death following heart transplantation. Prolonged ischemic time during cold preservation is an important risk factor for PGD, and reliable evaluation of cardiac function is essential to study the functional responses of the donor heart after cold preservation. The accompanying video describes a technique to assess murine right and left ventricular function using ex vivo perfusion based in a Langendorff model after cold preservation for different durations. In brief, the heart is isolated and stored in a cold histidine-tryptophan-ketoglutarate (HTK) solution. Then, the heart is perfused with a Kreb buffer in a Langendorff model for 60 min. A silicone balloon is inserted into the left and right ventricle, and cardiac functional parameters are recorded (dP/dt, pressure-volume relationships). This protocol allows the reliable evaluation of cardiac function after different heart preservation protocols. Importantly, this technique allows the study of cardiac preservation responses specifically in native cardiac cells. The use of very small murine hearts allows access to an enormous array of transgenic mice to investigate the mechanisms of PGD.

Assessment of Ex Vivo Murine Biventricular Function in a Langendorff Model

Presented here is a protocol to reliably quantify the right and left ventricular function of donor hearts after cold preservation using an ex vivo perfusion system.

Évaluation de la fonction biventriculaire murine ex vivo dans un modèle de Langendorff

Primary graft dysfunction (PGD) remains the leading cause of early death following heart transplantation. Prolonged ischemic time during cold preservation ...