The authors would like to thank Lynne Spencer for her support during the NMR spectroscopy portion of the experiment. This work was supported by grants from the National Institutes of Health fund R01 HL059246, R01 HL067970, R01 HL088634 (to Dr. Tian) and F32 HL096284 (to Dr. Kolwicz).

<ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בניסויים אלה, שתי מערכות נפרדות מנוצלים בעת ובעונה אחת. לרכישת ספקטרום P 31, מגנט 14T Bruker היא interfaced עם III Avance קונסולת מחשב המצויד בתוכנות טופספין v2.1. לקבלת הערכה של תפקוד הלב, זלוף אישית בנוי מערכת הלב interfaced עם PowerLab 4 / 30 רכישת נתונים, מצויד בתוכנה LabChartPro 6 לניתוח נתונים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ביום הניסוי, 1 ליטר של חיץ קרבס-Henseleit מוכן כדלקמן: 0.5mm EDTA, 5.3mM KCl, 1.2 מ&quot;מ MgSO 4, 118mM NaCl, ו 25mm NaHCO 3. תערובת הוא מבעבע אז עם 5% CO 2 / 95% O 2 במשך 10-15 דקות לפני תוספת של 2 מ&quot;מ CaCl 2. לבסוף, מצעים, בצורה של גלוקוזה 10 מ&quot;מ pyruvate 0.5mm, מתווספים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ויסות טמפרטורה במהלך הניסוי הוא קריטי. Circulators מחוממת משמשים כדי לשמור על טמפרטורה בין 37.0-37.5 ° C תוך הלב בתוך המגנט. טמפרטורה היא במעקב למשך הניסוי באמצעות בדיקה סיבים אופטיים הטמפרטורה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחץ זלוף והלחץ החדר השמאלי מנוטרים באמצעות מתמרים ללחץ המצורפת מערכת נתונים הרכישה מוצג באמצעות תוכנה כלולה. אלו מכוילים עם מד לחץ דם רגיל לפני הניסוי. בנוסף, קווי לחץ סמוקות כראוי על מנת להסיר את כל בועות האוויר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדגם סטנדרטי של 150 מ&quot;מ פוספט נתרן (שהוא שווה ערך כוח יוניים של למאגר KH) משמש כדי &quot;לכייל&quot; את החללית לקראת הכניסה של הלב. זה מקל את האות מקטין את הזמן הדרוש כדי להתחיל את תקופת רכישת פעם את הלב ממוקם בתוך החללית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להפחית קרישת, העכבר מוזרק עם 200 יחידות של ה-IP הפרין אחרי 5 דקות, pentobarbital נתרן (175 מ&quot;ג / ק&quot;ג) IP נתונה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הלב הוא נכרת במהירות (עם הריאות התימוס שלם) ועצרו בקרח קר KH חיץ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אמנם שמרה על הקרח, הריאות מוסרים במהירות. אונות התימוס מזוהים קלופים בעדינות לאחור כדי לחשוף את אבי העורקים. התימוס הוא הוסר. אבי העורקים הוא מבודד אז בקפידה על ידי הסרת כל הרקמה שמסביב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מיקרו תפירת מלקחיים המשמשים בעדינות להחזיק בשני קירות של האאורטה לחשוף את לומן. אבי העורקים ממוקם בזהירות על צינורית עשוי צינורות פוליאתילן OD 0.965 מ&quot;מ (PE50). אבי העורקים נערכת במקום עם מהדק כלי מיקרו בעוד התפרים קשורות במהירות סביב האאורטה. הקליפ הוסר ואת מלקחיים המשמשים לבדוק היטב כי הצינורית הוא מעל שורש האאורטה. קשרים נוספים מתווספים ככל שיידרש כדי להחזיק את הלב במקום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כל רקמה נוספת היא להסיר באמצעות מלקחיים microscissors. חתך קטן עשה אל החדר השמאלי. 0.61 מ&quot;מ OD צינורות פוליאתילן (PE10) מוחדר בזהירות באמצעות אטריום שמאל, חלל LV, ועל דרך הקודקוד תוך בעדינות מחזיק את הלב. צינורות עודף חיתוך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בניכוי מלא מים בלון מוחדר דרך אטריום לתוך LV והוא מוחזק במקום באמצעות דבק או תפרים. מהירות המשאבה peristaltic הוא גדל בהדרגה כדי לספק זרימה מספקת ללב. עד הלב הוא המקום לתוך החללית NMR, הלב תמשיך להיות perfused עם זרם בלתי פוסק שווה ערך ל כ 2 מ&quot;ל / דקה. הבלון מנופח LV היא עם נפח קטן באמצעות מזרק מיקרומטר כדי לוודא מתמר הלחץ LV מתפקד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הלב הוא מוכנס בזהירות לתוך צינור NMR 10 מ&quot;מ. רחב נשא &quot;טווה&quot; משמש כדי להנחות את הצינור למקומו הנכון בתוך החללית. המנגנון כולו אז מחובר היטב &quot;חבל הטבור&quot; עם דבק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבל הטבור הוא הוריד לאט לתוך נשא העליון של מגנט עד הצינור לב / NMR נמצא בתוך סליל של בדיקה 10 מ&quot;מ NMR. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר הלב במקום הנכון בתוך החללית, תזרים המשאבה peristaltic מותאם על מנת להשיג בלחץ זלוף של 80mmHg. (זכור, כי עד לנקודה זו את הלב היה perfused עם תזרים קבוע של כ 2 מ&quot;ל / דקה). הלחץ זלוף נשמר אז על ידי הפעלת &quot;להחזיק&quot; מנגנון בבקר המשאבה. הלב הוא מותר אז תקופה איזון 15-20 דקות. במהלך תקופה זו, בהיקף של הבלון LV מותאם להשיג הלחץ סוף דיאסטולי של 80-10 מ&quot;מ כספית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במהלך התקופה איזון, יש צורך לייעל את הפרמטרים ספקטרומטר על מנת לקבל את האות זרחן הטוב ביותר האפשרי. מטרה זו מושגת על ידי הגדרת הדופק רדיו בתדר בו גרעין זרחן מהדהד (&quot;כוונון&quot;) ועושה את השדה המגנטי אחיד (&quot;shimming&quot;). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר תקופת איזון, מספר 31 P ספקטרום NMR ניתן להשיג. תקופת הרכישה עבור כל ספקטרום תלויה לאהוא שדה הכוח של המגנט, גודל המדגם, ואת יחס אות לרעש הדרוש לניסוי מסוים. ספקטרה מתקבלים באמצעות מגנט 14 Telsa ידי ממוצעים של האות המתקבל 256 תדירות פולסים של רדיו 20 μs עם זווית להעיף ועיכובים 60 מעלות של 2.0 שניות. ניסוי זה ידרוש כ 10 דקות. </li></ol> נציג תוצאות מתוך נתונים על רכישת חומרה ואת התוכנה LabChart, מספר פרמטרים של תפקוד הלב יכול להימדד בכל פרוטוקול הניסוי. למדוד הטיפוסי של תפקוד הלב, החדר השמאלי לחץ המפותחות (LVDevP), מתקבל על ידי הפחתת הלחץ סוף דיאסטולי (EDP) מן הלחץ הסיסטולי (איור 1). צעד זה יכול להשתנות בהתאם זן של העכבר ואת מצב הלב (כלומר, יתר לחץ). עם זאת, LVDevP לב נורמלי C57BL6 העכבר הוא בדרך כלל בין 100-110 מ&quot;מ כספית בלחץ הדיאסטולי סוף קבוע של 80-10 מ&quot;מ כספית. בנוסף, התוכנית מאפשרת LabChart למדידת קצב הלב המבוסס על מדידות מחזורית של גלי לחץ LV. שוב, צעד זה יכול להשתנות אבל הערכים האופייניים הם 350-400 פעימות לדקה כאשר לבבות מותר להכות בשיעורים מהותיים. עם זאת, הלב יכול להיות סטנדרטית באמצעות מערכת לצעוד בו קצב הלב נשמר על 420 פעימות לדקה. בנוסף, אמצעי contractility (+ DP / dt) והרפיה (-dP/dt) ניתן להעריך באמצעות הנגזרת הראשונה של גל הלחץ LV. במהלך פרוטוקול הניסוי קל להעריך את מנגנון סטרלינג על ידי שילוב מערכת יחסים הלחץ נפח. מטרה זו מושגת על ידי ביצוע חשיפה הדרגתית של נפח את הבלון LV ורשם LVDevP וכן EDP. ערכים אלה לאחר מכן ניתן להתוות כמתואר באיור 2. בעוד עקומת סטרלינג הוא אופטימלי, וציין את נפח הדרושים כדי להשיג EDP של 8-10 מ&quot;מ כספית יכולה לתת מושג עקיפה מימד קאמרית LV. ניתן להשתמש במודלים של אבי העורקים banding כמו לבבות שגדלה יתר על המידה בדרך כלל ידרוש נפח בלון קטן בעוד לבבות מורחבים דורשים נפח גדול יותר בהשוואה לקבוצת הביקורת. טבלה 1 מציגה נתונים נציג תפקוד הלב רכשה במהלך הפרוטוקול זלוף. 31 P NMR הספקטרומטר יספק אותות של phosphocreatine (PCR) ושלושה פוספטים מן ה-ATP (γ-ATP, α-ATP, ו - β-ATP) וכן פוספטים אנאורגניים (PI) כפי שמוצג באיור 2. ניתוח של כל אחת מן הפסגות האלה מספק ערך עבור האזור מתחת לעקומה. כמות ה-ATP מוערך על ידי חישוב ממוצע γ-ATP ו - β-ATP אזורים. (Α-ATP אינו משמש כי מולקולות NAD לתרום חלק לא ידוע של האות סה&quot;כ). המצב האנרגטי של הלב נקבע על ידי מנה של PCR אזורי ה-ATP (PCR: יחס ATP). ערך זה הוא בדרך כלל 1.5-1.7 בלב עכבר מסופק עם גלוקוז כמו המצע הראשוני. למרות 31 P התמ&quot;ג אינו מספק אמצעי ישיר של ה-ATP או PCR, באזור של פסגות היא פרופורציונלית לסכום של זרחן המכיל תרכובות במדגם. ערכים עבור אותות אלה יכולים להיות מוערך על ידי שימוש בשיטות אחרות. לדוגמה, אמצעים ישירה של ה-ATP על ידי כרומטוגרפיה ביצועים גבוהים נוזלי (HPLC) במדגם של לבבות יכול להניב הריכוז הממוצע. ערך זה לאחר מכן ניתן להשתמש כדי לכייל את האזורים הממוצע ATP שנצפתה הספקטרום. ריכוז ה-PCR יכול להיות מחושב על בסיס אזור PCR יחסית לאזור ה-ATP. אפשר גם להעריך את רמת החומציות על ידי ניתוח שינוי כימי יחסית של פוספטים אנאורגניים (PI) אות לאות PCR. 1 שימוש אחר הדופק רדיו רצפים, מהירות התגובה קריאטין קינאז או את מהירות התגובה סינתזה ATP ניתן גם למדוד 2. <img src="/files/ftp_upload/2069/2069tab1.jpg" alt="טבלה 1" /> 1. Baseline טבלה תפקוד הלב מן הלבבות perfused מבודדים. LVDevP: הלחץ החדר השמאלי מפותח; LVEDP: החדר השמאלי בסוף הלחץ הדיאסטולי, HR: קצב הלב, RPP: הלחץ מוצר קצב; + DP / dt: לחץ first נגזרות LV חיובית; -dP/dt: לחץ first נגזרות LV שלילי; PP : לחץ זלוף: ק&quot;פ: זרימה כלילית. <img src="/files/ftp_upload/2069/2069fig1.jpg" alt="איור 1" /> 1. איור נציג הלחץ LV גלים מפני תוכנות LabChart Pro. <img src="/files/ftp_upload/2069/2069fig2.jpg" alt="איור 2" /> איור 2. עקומות נציג זרזיר מהשלט (קו מוצק) ואת אבי העורקים התאגדו (קו מקווקו) בעכברים. א) פונקציה הסיסטולי כפי שהוא מיוצג על ידי הגדלת נפח LV LVDevP כפי שנקבע על ידי היקף הבלון LV. ב) פונקציה הדיאסטולי כמו מיוצג על ידי EDP על הגדלת נפח LV כפי שנקבע על ידי עוצמת הקול של הבלון LV. LVDevP: הלחץ החדר השמאלי מפותח (סיסטולי ודיאסטולי מינוס pressure); EDP: סוף דיאסטולי לחץ. <img src="/files/ftp_upload/2069/2069fig3.jpg" alt="איור 3" /> 3. איור 31 נציג P ספקטרום NMR של הלב מבודד עכבר perfused. שימו לב לשיא קטן יחסית Pi. בלב perfused aerobically מסופק עם חומצות שומן או pyruvate בנוסף גלוקוז, שיא זה צריך להיות מינימלי. בתקופות של איסכמיה, זה מגביר את השיא בזמן שיא PCR פוחתת. שימו לב כתף ימין של שיא α-ATP. זוהי תרומתו של מולקולות NAD. Pi: פוספטים אנאורגניים; PCR: phosphocreatine; ה-ATP: אדנוזין טריפוספט.

<ol>
	<li>Nascimben, L., Ingwall, J. S., Lorell, B. H., Pinz, I., Schultz, V., Tornheim, K., Tian, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+for+increased+glycolysis+in+the+hypertrophied+rat+heart.">Mechanisms for increased glycolysis in the hypertrophied rat heart.</a> Hypertension. 44, 662-667 (2004).</li><li>Spindler, M., Saupe, K. W., Tian, R., Ahmed, S., Matlib, M. A., Ingwall, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Altered+creatine+kinase+enzyme+kinetics+in+diabetic+cardiomyopathy.+A(31)P+NMR+magnetization+transfer+study+of+the+intact+beating+rat+heart.">Altered creatine kinase enzyme kinetics in diabetic cardiomyopathy. A(31)P NMR magnetization transfer study of the intact beating rat heart.</a> J Mol Cell Cardiol. 31, 2175-2189 (1999).</li><li>Ingwall, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phosphorus+nuclear+magnetic+resonance+spectroscopy+of+cardiac+and+skeletal+muscles.">Phosphorus nuclear magnetic resonance spectroscopy of cardiac and skeletal muscles.</a> Am J Physiol. 242, H729-H744 (1982).</li><li>Ingwall, J. S., Javadpour, M. M., Miao, W., Hoit, B. D., Walsh, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=31P+NMR+spectroscopy+of+the+mouse+heart.">31P NMR spectroscopy of the mouse heart.</a> Cardiovascular physiology in the genetically engineered. , 151-163 (2002).</li><li>Luptak, I., Balschi, J. A., Xing, Y., Leone, T. C., Kelly, D. P., Tian, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Decreased+contractile+and+metabolic+reserve+in+peroxisome+proliferator-activated+receptor-alpha-null+hearts+can+be+rescued+by+increasing+glucose+transport+and+utilization.">Decreased contractile and metabolic reserve in peroxisome proliferator-activated receptor-alpha-null hearts can be rescued by increasing glucose transport and utilization.</a> Circulation. 112, 2339-2346 (2005).</li><li>Yan, J., Young, M. E., Cui, L., Lopaschuk, G. D., Liao, R., Tian, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increased+glucose+uptake+and+oxidation+in+mouse+hearts+prevent+high+fatty+acid+oxidation+but+cause+cardiac+dysfunction+in+diet-induced+obesity.">Increased glucose uptake and oxidation in mouse hearts prevent high fatty acid oxidation but cause cardiac dysfunction in diet-induced obesity.</a> Circulation. 119, 2818-2828 (2009).</li><li>Luptak, I., Shen, M., He, H., Hirshman, M. F., Musi, N., Goodyear, L. J., Yan, J., Wakimoto, H., Morita, H., Arad, M., Seidman, C. E., Seidman, J. G., Ingwall, J. S., Balschi, J. A., Tian, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aberrant+activation+of+AMP-activated+protein+kinase+remodels+metabolic+network+in+favor+of+cardiac+glycogen+storage.">Aberrant activation of AMP-activated protein kinase remodels metabolic network in favor of cardiac glycogen storage.</a> J Clin Invest. 117, 1432-1439 (2007).</li><li>Xing, Y., Musi, N., Fujii, N., Zou, L., Luptak, I., Hirshman, M. F., Goodyear, L. J., Tian, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glucose+metabolism+and+energy+homeostasis+in+mouse+hearts+overexpressing+dominant+negative+alpha2+subunit+of+AMP-activated+protein+kinase.">Glucose metabolism and energy homeostasis in mouse hearts overexpressing dominant negative alpha2 subunit of AMP-activated protein kinase.</a> J Biol Chem. 278, 28372-28377 (2003).</li><li>Luptak, I., Yan, J., Cui, L., Jain, M., Liao, R., Tian, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+effects+of+increased+glucose+entry+on+mouse+hearts+during+normal+aging+and+ischemic+stress.">Long-term effects of increased glucose entry on mouse hearts during normal aging and ischemic stress.</a> Circulation. 116, 901-909 (2007).</li><li>Tian, R., Abel, E. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Responses+of+GLUT4-deficient+hearts+to+ischemia+underscore+the+importance+of+glycolysis.">Responses of GLUT4-deficient hearts to ischemia underscore the importance of glycolysis.</a> Circulation. 103, 2961-2966 (2001).</li><li>Liao, R., Jain, M., Cui, L., D'Agostino, J., Aiello, F., Luptak, I., Ngoy, S., Mortensen, R. M., Tian, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiac-specific+overexpression+of+GLUT1+prevents+the+development+of+heart+failure+attributable+to+pressure+overload+in+mice.">Cardiac-specific overexpression of GLUT1 prevents the development of heart failure attributable to pressure overload in mice.</a> Circulation. 106, 2125-2131 (2002).</li><li>Tian, R., Musi, N., D'Agostino, J., Hirshman, M. F., Goodyear, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increased+adenosine+monophosphate-activated+protein+kinase+activity+in+rat+hearts+with+pressure-overload+hypertrophy.">Increased adenosine monophosphate-activated protein kinase activity in rat hearts with pressure-overload hypertrophy.</a> Circulation. 104, 1664-1669 (2001).</li></ol>

אין ניגודי אינטרסים הכריז.

31P NMR spectroscopy in the Langendorff-perfused isolated mouse heart provides reliable and reproducible data.3, 4 However, it is imperative that cannulation of the aorta and insertion of the LV balloon are done properly such to allow stable cardiac performance while inside the NMR tube. In addition, temperature regulation is paramount in order to achieve proper baseline function. One important factor in obtaining good, analyzable NMR spectra is increasing the signal to noise ratio. This can be achieved by ensuring optimal "tuning" and "shimming" on the sample. As mentioned in the protocol text, the use of a standard sample prior to the insertion of the heart can facilitate this. It is also helpful to have an adequate sized "sample". Hearts weighing less than 100 mg typically provide lower PCr and ATP signals so increases in acquisition time will be necessary to obtain good phosphorous spectra.
There are several ways to modify the existing protocol to garner additional information regarding cardiac function and energetics. In our laboratory, we have perfused hearts with mixed substrate buffers which can include the presence of different combinations of fatty acids (in low and high concentrations), lactate, ketones, and insulin. With the use of stable isotopes in the perfusion buffer (i.e., 13C labeled substrates), we possess the ability to estimate substrate utilization by the relative contribution of labeled acetyl CoA to the TCA cycle.5-7 For this application, we perform isotopomer analysis of 13C3- and 13C4- glutamate with 13C NMR spectroscopy. This requires freeze-clamping the heart at the end of the perfusion protocol and performing an extraction of the frozen tissue. This will be an additional experiment as the analysis requires the use of a different probe with separate setup parameters. Other applications include the substitution of glucose with deoxyglucose in the buffer while monitoring the time-dependent accumulation of 2-deoxyglucose phosphate in the heart using 31P NMR spectroscopy. This method allows for the measurement of myocardial glucose uptake.7, 8 In addition, our laboratory has analyzed cardiac function and energetics in perfusion protocols consisting of ischemia/reperfusion and high workload challenge.6, 8-10
In summary, 31P NMR spectroscopy in isolated mouse hearts is a technically challenging procedure requiring the use of sophisticated equipment. However, the data that it yields is invaluable to the researcher who wishes to analyze the function and energetics of bioengineered mouse models. For our laboratory, these techniques have been vital in our understanding of the consequences of a variety of stressors on cardiac function, energetics, and metabolism.1, 11, 12

<table border="1">
<tbody>
<tr>
<td>Material Name</td>
<td>Type</td>
<td>Company</td>
<td>Catalogue Number</td>
</tr>
<tr>
<td>Magnesium Sulfate</td>
<td>Reagent</td>
<td>Sigma Aldrich</td>
<td>M7506</td>
</tr>
<tr>
<td>EDTA</td>
<td>Reagent</td>
<td>Sigma Aldrich</td>
<td>E1644</td>
</tr>
<tr>
<td>Potassium chloride</td>
<td>Reagent</td>
<td>Sigma Aldrich</td>
<td>P4505</td>
</tr>
<tr>
<td>Sodium bicarbonate</td>
<td>Reagent</td>
<td>Sigma Aldrich</td>
<td>S6297</td>
</tr>
<tr>
<td>Sodium chloride</td>
<td>Reagent</td>
<td>Sigma Aldrich</td>
<td>S7653</td>
</tr>
<tr>
<td>Calcium chloride dihydrate</td>
<td>Reagent</td>
<td>Sigma Aldrich</td>
<td>C5080</td>
</tr><tr>
<td>D-Glucose</td>
<td>Reagent</td>
<td>Sigma Aldrich</td>
<td>G7528</td>
</tr><tr>
<td>Sodium Pyruvate</td>
<td>Reagent</td>
<td>Sigma Aldrich</td>
<td>P2256</td>
</tr><tr>
<td>Bruker Ultrashield 600WB Plus</td>
<td>Equipment</td>
<td>Bruker</td>
<td>&nbsp;</td>
</tr><tr>
<td><a href="http://www.adinstruments.com/products/hardware/corporate/product/ML866/" target="_blank">PowerLab 4/30</a></td>
<td>Equipment</td>
<td><a href="http://www.adinstruments.com" target="_blank">ADInstruments</a></td>
<td><a href="http://www.adinstruments.com/products/hardware/corporate/product/ML866/" target="_blank">ML866/P</a></td>
</tr><tr>
<td><a href="http://www.adinstruments.com/products/software/research/LabChart-Software/" target="_blank">LabChart 6 Pro</a></td>
<td>Equipment</td>
<td><a href="http://www.adinstruments.com" target="_blank">ADInstruments</a></td>
<td><a href="http://www.adinstruments.com/products/software/research/LabChart-Software/" target="_blank">MLS260/6</a></td>
</tr><tr>
<td><a href="http://www.adinstruments.com/products/hardware/corporate/product/FE224/" target="_blank">Quad Bridge Amp</a></td>
<td>Equipment</td>
<td><a href="http://www.adinstruments.com" target="_blank">ADInstruments</a></td>
<td><a href="http://www.adinstruments.com/products/hardware/corporate/product/FE224/" target="_blank">ML224</a></td>
</tr><tr>
<td><a href="http://www.adinstruments.com/products/hardware/research/product/ML175/" target="_blank">STH Pump Controller</a></td>
<td>Equipment</td>
<td><a href="http://www.adinstruments.com" target="_blank">ADInstruments</a></td>
<td><a href="http://www.adinstruments.com/products/hardware/research/product/ML175/" target="_blank">ML175</a></td>
</tr><tr>
<td><a href="http://www.adinstruments.com/products/hardware/corporate/product/ML172/" target="_blank">Minipuls 3 Peristaltic Pump</a></td>
<td>Equipment</td>
<td><a href="http://www.adinstruments.com" target="_blank">ADInstruments</a></td>
<td><a href="http://www.adinstruments.com/products/hardware/corporate/product/ML172/" target="_blank">ML172</a></td>
</tr><tr>
<td><a href="http://www.adinstruments.com/products/hardware/corporate/product/MLT0699/" target="_blank">Disposable BP Transducer</a></td>
<td>Equipment</td>
<td><a href="http://www.adinstruments.com" target="_blank">ADInstruments</a></td>
<td><a href="http://www.adinstruments.com/products/hardware/corporate/product/MLT0699/" target="_blank">MLT0699</a></td>
</tr><tr>
<td>10mm NMR Sample Tube</td>
<td>Equipment</td>
<td>Wilmad LabGlass</td>
<td>513-7PP-7</td>
</tr><tr>
<td>Polyethylene tubing PE10</td>
<td>Equipment</td>
<td>Becton-Dickinson</td>
<td>427401</td>
</tr><tr>
<td><a href="http://www.adinstruments.com/products/hardware/corporate/product/MLT844/" target="_blank">Physiological Pressure Transducer</a></td>
<td>Equipment</td>
<td><a href="http://www.adinstruments.com" target="_blank">ADInstruments</a></td>
<td><a href="http://www.adinstruments.com/products/hardware/corporate/product/MLT844/" target="_blank">MLT844</a></td>
</tr><tr>
<td>Polyethylene tubing PE50</td>
<td>Equipment</td>
<td>Becton-Dickinson</td>
<td>427411</td>
</tr><tr>
<td>Micrometer syringe</td>
<td>Equipment</td>
<td>Gilmont Instruments</td>
<td>GS-1101</td>
</tr><tr>
<td>McPherson Forceps</td>
<td>Equipment</td>
<td>Miltex Inc.</td>
<td>18-949</td>
</tr><tr>
<td>Castraviejo microscissors</td>
<td>Equipment</td>
<td>Roboz Surgical Instruments</td>
<td>RS-5650</td>
</tr><tr>
<td>Neoptix Signal Conditioner</td>
<td>Equipment</td>
<td>Neoptix, Inc.</td>
<td>Reflex - 1</td>
</tr>	
</tbody>
</table>

assessment of cardiac function and energetics in isolated mouse hearts using 31p nmr spectroscopy

מודלים העכבר bioengineered הפכו כלי מחקר רב עוצמה בקביעת קשרים סיבתיים בין שינויים ומודלים המולקולרי של מחלות לב וכלי דם. למרות הביולוגיה המולקולרית יש צורך בזיהוי שינויים מרכזיים מסלול איתות, זה לא פונדקאית עבור משמעות תפקודית. בעוד הפיזיולוגיה יכולה לספק תשובות לשאלה של פונקציה, תוך שילוב עם הפיזיולוגיה הערכה ביוכימיים של מטבוליטים של שלם, לב פועם מאפשר לקבל תמונה שלמה של תפקוד אנרגטיקה לב. במשך שנים במעבדה שלנו ניצלה perfusions לב מבודדים בשילוב עם ספקטרוסקופית תהודה מגנטית גרעינית (NMR) כדי לבצע משימה זו. תפקוד חדר שמאל נבחנת על ידי Langendorff מצב perfusions לב מבודדים תוך אנרגטיקה הלב נמדד על ידי ביצוע<sup&gt; 31</sup&gt; P ספקטרוסקופיית תהודה מגנטית של הלב perfused. בעזרת טכניקות אלו, מדדי תפקוד הלב בשילוב עם רמות phosphocreatine ו ATP ניתן למדוד בו זמנית לבבות פועמים. יתר על כן, פרמטרים אלה ניתן לנטר בזמן דחק פיזיולוגי או פתולוגי הם הנהיגו. לדוגמה, איסכמיה / reperfusion או גבוה אתגר פרוטוקולים עומס יכול להיות מאומץ. השימוש העורקים banding או דגמים אחרים של הלב הפתולוגיה נוטים גם כן. משנה גרסאות בתוך הפרוטוקול, משמעות תפקודית האנרגטי של שינויים מולקולריים של מודלים עכבר מהונדס ניתן לתאר באופן הולם, המוביל תובנות חדשות על מסלולים מטבוליים הקשורים האנזימטית. לכן,<sup&gt; 31</sup&gt; P NMR ספקטרוסקופיה בלב perfused מבודד היא טכניקה ערך מחקר בבעלי חיים למחלות לב וכלי דם.

Watch this Scientific Journal Video about Assessment of Cardiac Function and Energetics in Isolated Mouse Hearts Using 31P NMR Spectroscopy at JoVE.com

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.

הערכה של תפקוד הלב Energetics בלבבות עכבר בודדות שימוש 31 P NMR ספקטרוסקופיה

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

assessment-cardiac-function-energetics-isolated-mouse-hearts-using

Research

JoVE Journal

Medicine

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

26.1K Views.  University of Washington School of Medicine. 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.

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

NADH Fluorescence Imaging of Isolated Biventricular Working Rabbit Hearts

Since its inception by Langendorff1, the isolated perfused heart remains a prominent tool for studying cardiac physiology2. However, it is not well-suited for studies of cardiac metabolism, which require the heart to perform work within the context of physiologic preload and afterload pressures. Neely introduced modifications to the Langendorff technique to establish appropriate left ventricular (LV) preload and afterload pressures3. The model is known as the isolated LV working heart model and has been used extensively to study LV performance and metabolism4-6. This model, however, does not provide a properly loaded right ventricle (RV). Demmy et al. first reported a biventricular model as a modification of the LV working heart model7, 8. They found that stroke volume, cardiac output, and pressure development improved in hearts converted from working LV mode to biventricular working mode8. A properly loaded RV also diminishes abnormal pressure gradients across the septum to improve septal function. Biventricular working hearts have been shown to maintain aortic output, pulmonary flow, mean aortic pressure, heart rate, and myocardial ATP levels for up to 3 hours8.
When studying the metabolic effects of myocardial injury, such as ischemia, it is often necessary to identify the location of the affected tissue. This can be done by imaging the fluorescence of NADH (the reduced form of nicotinamide adenine dinucleotide)9-11, a coenzyme found in large quantities in the mitochondria. NADH fluorescence (fNADH) displays a near linearly inverse relationship with local oxygen concentration12 and provides a measure of mitochondrial redox state13. fNADH imaging during hypoxic and ischemic conditions has been used as a dye-free method to identify hypoxic regions14, 15 and to monitor the progression of hypoxic conditions over time10.
The objective of the method is to monitor the mitochondrial redox state of biventricular working hearts during protocols that alter the rate of myocyte metabolism or induce hypoxia or create a combination of the two. Hearts from New Zealand white rabbits were connected to a biventricular working heart system (Hugo Sachs Elektronik) and perfused with modified Krebs-Henseleit solution16 at 37 &deg;C. Aortic, LV, pulmonary artery, and left &amp; right atrial pressures were recorded. Electrical activity was measured using a monophasic action potential electrode. To image fNADH, light from a mercury lamp was filtered (350&plusmn;25 nm) and used to illuminate the epicardium. Emitted light was filtered (460&plusmn;20 nm) and imaged using a CCD camera. Changes in the epicardial fNADH of biventricular working hearts during different pacing rates are presented. The combination of the heart model and fNADH imaging provides a new and valuable experimental tool for studying acute cardiac pathologies within the context of realistic physiological conditions.

The objective is to monitor the mitochondrial redox state of isolated hearts within the context of physiologic preload and afterload pressures. A biventricular working rabbit heart model is presented. High spatiotemporal resolution fluorescence imaging of NADH is used to monitor the mitochondrial redox state of epicardial tissue.

NADH Fluorescence הדמיה של Biventricular מבודדת עבודה לבבות ארנב

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

Reduction in Left Ventricular Wall Stress and Improvement in Function in Failing Hearts using Algisyl-LVR

Injection of Algisyl-LVR, a treatment under clinical development, is intended to treat patients with dilated cardiomyopathy. This treatment was recently used for the first time in patients who had symptomatic heart failure. In all patients, cardiac function of the left ventricle (LV) improved significantly, as manifested by consistent reduction of the LV volume and wall stress. Here we describe this novel treatment procedure and the methods used to quantify its effects on LV wall stress and function.
Algisyl-LVR is a biopolymer gel consisting of Na+-Alginate and Ca2+-Alginate. The treatment procedure was carried out by mixing these two components and then combining them into one syringe for intramyocardial injections. This mixture was injected at 10 to 19 locations mid-way between the base and apex of the LV free wall in patients.
Magnetic resonance imaging (MRI), together with mathematical modeling, was used to quantify the effects of this treatment in patients before treatment and at various time points during recovery. The epicardial and endocardial surfaces were first digitized from the MR images to reconstruct the LV geometry at end-systole and at end-diastole. Left ventricular cavity volumes were then measured from these reconstructed surfaces.
Mathematical models of the LV were created from these MRI-reconstructed surfaces to calculate regional myofiber stress. Each LV model was constructed so that 1) it deforms according to a previously validated stress-strain relationship of the myocardium, and 2) the predicted LV cavity volume from these models matches the corresponding MRI-measured volume at end-diastole and end-systole. Diastolic filling was simulated by loading the LV endocardial surface with a prescribed end-diastolic pressure. Systolic contraction was simulated by concurrently loading the endocardial surface with a prescribed end-systolic pressure and adding active contraction in the myofiber direction. Regional myofiber stress at end-diastole and end-systole was computed from the deformed LV based on the stress-strain relationship.

This article describes procedures for implanting a novel hydrogel in failing hearts and quantifying its effect on left ventricular wall stress and function. These procedures have been successfully applied in dogs and humans.

ירידה במתח וול חדר שמאלי ושיפור בתפקוד בכישלון לבבות באמצעות Algisyl-LVR

Injection of  Algisyl-LVR, a treatment under clinical development, is intended to treat  patients with dilated cardiomyopathy. This treatment was recently ...

Assessment of Cardiac Function and Myocardial Morphology Using Small Animal Look-locker Inversion Recovery (SALLI) MRI in Rats

Small animal magnetic resonance imaging is an important tool to study cardiac function and changes in myocardial tissue. The high heart rates of small animals (200 to 600 beats/min) have previously limited the role of CMR imaging. Small animal Look-Locker inversion recovery (SALLI) is a T1 mapping sequence for small animals to overcome this problem 1. T1 maps provide quantitative information about tissue alterations and contrast agent kinetics. It is also possible to detect diffuse myocardial processes such as interstitial fibrosis or edema 1-6. Furthermore, from a single set of image data, it is possible to examine heart function and myocardial scarring by generating cine and inversion recovery-prepared late gadolinium enhancement-type MR images 1.
	The presented video shows step-by-step the procedures to perform small animal CMR imaging. Here it is presented with a healthy Sprague-Dawley rat, however naturally it can be extended to different cardiac small animal models.

Assessment of Cardiac Function and Myocardial Morphology Using Small Animal Look-locker Inversion Recovery SALLI MRI in Rats

Contrast enhanced cardiac magnetic resonance (CMR) imaging allows comprehensive in vivo assessment of the heart in small animal models of cardiovascular disease. Here we detail the procedures to perform CMR imaging, reconstruction and analysis using Small Animal Lock-Locker Inversion Recovery (SALLI) in rats.

הערכה של תפקוד לב ומורפולוגיה שריר הלב באמצעות שחזור קטן בעלי חיים תראו-הלבשה היפוך (SALLI) בדיקת MRI בחולדות

Small animal magnetic resonance  imaging is an important tool to study cardiac function and changes in myocardial  tissue. The high heart rates of small ...

Assessment of Right Ventricular Structure and Function in Mouse Model of Pulmonary Artery Constriction by Transthoracic Echocardiography

Emerging clinical data support the notion that RV dysfunction is critical to the pathogenesis of cardiovascular disease and heart failure1-3. Moreover, the RV is significantly affected in pulmonary diseases such as pulmonary artery hypertension (PAH). In addition, the RV is remarkably sensitive to cardiac pathologies, including left ventricular (LV) dysfunction, valvular disease or RV infarction4. To understand the role of RV in the pathogenesis of cardiac diseases, a reliable and noninvasive method to access the RV structurally and functionally is essential.
A noninvasive trans-thoracic echocardiography (TTE) based methodology was established and validated for monitoring dynamic changes in RV structure and function in adult mice. To impose RV stress, we employed a surgical model of pulmonary artery constriction (PAC) and measured the RV response over a 7-day period using a high-frequency ultrasound microimaging system. Sham operated mice were used as controls. Images were acquired in lightly anesthetized mice at baseline (before surgery), day 0 (immediately post-surgery), day 3, and day 7 (post-surgery). Data was analyzed offline using software.
Several acoustic windows (B, M, and Color Doppler modes), which can be consistently obtained in mice, allowed for reliable and reproducible measurement of RV structure (including RV wall thickness, end-diastolic&#160;and end-systolic dimensions), and function (fractional area change, fractional shortening, PA peak velocity, and peak pressure gradient) in normal mice and following PAC.
Using this method, the pressure-gradient resulting from PAC was accurately measured in real-time using Color Doppler mode and was comparable to direct pressure measurements performed with a Millar high-fidelity microtip catheter. Taken together, these data demonstrate that RV measurements obtained from various complimentary views using echocardiography are reliable, reproducible and can provide insights regarding RV structure and function. This method will enable a better understanding of the role of RV cardiac dysfunction.

Right ventricle (RV) dysfunction is critical to the pathogenesis of cardiovascular disease, yet limited methodologies are available for its evaluation. Recent advances in ultrasound imaging provide a noninvasive and accurate option for longitudinal RV study. Herein, we detail a step-by-step echocardiographic method using a murine model of RV pressure overload.

הערכה של מבנה הנכון חדרית ותפקוד בעכבר הדגם של תעוקת עורק ריאה על ידי Transthoracic אקו

Emerging clinical data support the notion that RV dysfunction is critical to the pathogenesis of cardiovascular disease and heart failure1-3. Moreover, ...

Induction and Assessment of Ischemia-reperfusion Injury in Langendorff-perfused Rat Hearts

The biochemical events surrounding ischemia reperfusion injury in the acute setting are of great importance to furthering novel treatment options for myocardial infarction and cardiac complications of thoracic surgery. The ability of certain drugs to precondition the myocardium against ischemia reperfusion injury has led to multiple clinical trials, with little success. The isolated heart model allows acute observation of the functional effects of ischemia reperfusion injury in real time, including the effects of various pharmacological interventions administered at any time-point before or within the ischemia-reperfusion injury window. Since brief periods of ischemia can precondition the heart against ischemic injury, in situ aortic cannulation is performed to allow for functional assessment of non-preconditioned myocardium. A saline filled balloon is placed into the left ventricle to allow for real-time measurement of pressure generation. Ischemic injury is simulated by the cessation of perfusion buffer flow, followed by reperfusion. The duration of both ischemia and reperfusion can be modulated to examine biochemical events at any given time-point. Although the Langendorff isolated heart model does not allow for the consideration of systemic events affecting ischemia and reperfusion, it is an excellent model for the examination of acute functional and biochemical events within the window of ischemia reperfusion injury as well as the effect of pharmacological intervention on cardiac pre- and postconditioning. The goal of this protocol is to demonstrate how to perform in situ aortic cannulation and heart excision followed by ischemia/reperfusion injury in the Langendorff model.

The isolated rat heart is an enduring model for ischemia reperfusion injury. Here, we describe the process of harvesting the beating heart from a rat via in situ aortic cannulation, Langendorff perfusion of the heart, simulated ischemia-reperfusion injury, and infarct staining to confirm the extent of ischemic insult.

אינדוקציה והערכה של איסכמיה reperfusion פגיעה בלבבות עכברוש Langendorff-perfused

The biochemical events surrounding ischemia reperfusion injury in the acute setting are of great importance to furthering novel treatment options for ...

Assessment of Human Adipose Tissue Microvascular Function Using Videomicroscopy

While obesity is closely linked to the development of metabolic and cardiovascular disease, little is known about mechanisms that govern these processes. It is hypothesized that pro-atherogenic mediators released from fat tissues particularly in association with central/visceral adiposity may promote pathogenic vascular changes locally and systemically, and the notion that cardiovascular disease may be the consequence of adipose tissue dysfunction continues to evolve. Here, we describe a unique method of videomicroscopy that involves analysis of vasodilator and vasoconstrictor responses of intact small human arterioles removed from the adipose depot of living human subjects. Videomicroscopy is used to examine functional properties of isolated microvessels in response to pharmacological or physiological stimuli using a pressured system that mimics in vivo conditions. The technique is a useful approach to gain understanding of the pathophysiology and molecular mechanisms that contribute to vascular dysfunction locally within the adipose tissue milieu. Moreover, abnormalities in the adipose tissue microvasculature have also been linked with systemic diseases. We applied this technique to examine depot-specific vascular responses in obese subjects. We assessed endothelium-dependent vasodilation to both increased flow and acetylcholine in adipose arterioles (50 - 350 &#181;m internal diameter, 2 - 3 mm in length) isolated from two different adipose depots during bariatric surgery from the same individual. We demonstrated that arterioles from visceral fat exhibit impaired endothelium-dependent vasodilation compared to vessels isolated from the subcutaneous depot. The findings suggest that the visceral microenvironment is associated with vascular endothelial dysfunction which may be relevant to clinical observation linking increased visceral adiposity to systemic disease mechanisms. The videomicroscopy technique can be used to examine vascular phenotypes from different fat depots as well as compare findings across individuals with different degrees of obesity and metabolic dysfunction. The method can also be used to examine vascular responses longitudinally in response to clinical interventions.

Videomicroscopy systems are used to examine functional properties of isolated adipose tissue arterioles in response to physiological and pharmacological stimuli. This technique can be used to examine microvascular phenotypes in different adipose tissue domains in obese humans.

הערכה של רקמת שומן אנושי הפונקציה Microvascular באמצעות Videomicroscopy

While obesity is closely linked to the development of metabolic and cardiovascular disease, little is known about mechanisms that govern these processes. ...

Assessment of Kidney Function in Mouse Models of Glomerular Disease

The use of murine models to mimic human kidney disease is becoming increasingly common. Our research is focused on the assessment of glomerular function in diabetic nephropathy and podocyte-specific VEGF-A knock-out mice; therefore, this protocol describes the full kidney work-up used in our lab to assess these mouse models of glomerular disease, enabling a vast amount of information regarding kidney and glomerular function to be obtained from a single mouse. In comparison to alternative methods presented in the literature to assess glomerular function, the use of the method outlined in this paper enables the glomerular phenotype to be fully evaluated from multiple aspects. By using this method, the researcher can determine the kidney phenotype of the model and assess the mechanism as to why the phenotype develops. This vital information on the mechanism of disease is required when examining potential therapeutic avenues in these models. The methods allow for detailed functional assessment of the glomerular filtration barrier through measurement of the urinary albumin creatinine ratio and individual glomerular water permeability, as well as both structural and ultra-structural examination using the Periodic Acid Schiff stain and electron microscopy. Furthermore, analysis of the genes dysregulated at the mRNA and protein level enables mechanistic analysis of glomerular function. This protocol outlines the generic but adaptable methods that can be applied to all mouse models of glomerular disease.

This protocol describes a full kidney work-up that should be carried out in mouse models of glomerular disease. The methods allow for detailed functional, structural, and mechanistic analysis of glomerular function, which can be applied to all mouse models of glomerular disease.

הערכה של תפקוד כליות במודלים של העכבר של מחלת Glomerular

The use of murine models to mimic human kidney disease is becoming increasingly common. Our research is focused on the assessment of glomerular function ...

Normothermic Ex Situ Heart Perfusion in Working Mode: Assessment of Cardiac Function and Metabolism

The current standard method for organ preservation (cold storage, CS), exposes the heart to a period of cold ischemia that limits the safe preservation time and increases the risk of adverse post-transplantation outcomes. Moreover, the static nature of CS does not allow for organ evaluation or intervention during the preservation interval. Normothermic ex situ heart perfusion (ESHP) is a novel method for preservation of the donated heart that minimizes cold ischemia by providing oxygenated, nutrient-rich perfusate to the heart. ESHP has been shown to be non-inferior to CS in the preservation of standard-criteria donor hearts and has also facilitated the clinical transplantation of the hearts donated after the circulatory determination of death. Currently, the only available clinical ESHP device perfuses the heart in an unloaded, non-working state, limiting assessments of myocardial performance. Conversely, ESHP in working mode provides the opportunity for comprehensive evaluation of cardiac performance by assessment of functional and metabolic parameters under physiologic conditions. Moreover, earlier experimental studies have suggested that ESHP in working mode may result in improved functional preservation. Here, we describe the protocol for ex situ perfusion of the heart in a large mammal (porcine) model, which is reproducible for different animal models and heart sizes. The software program in this ESHP apparatus allows for real-time and automated control of the pump speed to maintain desired aortic and left atrial pressure and evaluates a variety of functional and electrophysiological parameters with minimal need for supervision/manipulation.

Normothermic ex situ heart perfusion (ESHP), preserves the heart in a beating, semi-physiologic state. When performed in a working mode, ESHP provides the opportunity to perform sophisticated assessments of donor heart function and organ viability. Here, we describe our method for myocardial performance evaluation during ESHP.

Normothermic לשעבר זלוף באתרו הלב בעבודה מצב: הערכה של תפקוד הלב ואת חילוף החומרים

The current standard method for organ preservation (cold storage, CS), exposes the heart to a period of cold ischemia that limits the safe preservation ...

Echocardiographic Assessment of Cardiac Anatomy and Function in Adult Rats

The use of experimental animal models has become crucial in cardiovascular science. Most studies using rodent models are focused on two-dimensional imaging to study the cardiac anatomy of the left ventricle and M-mode echo to assess its dimensions. However, this could limit a comprehensive study. Herein, we describe a protocol that allows an assessment of the heart chamber size, left ventricular function (systolic and diastolic) and valvular function. A conventional medical ultrasound machine was used in this protocol and different echo views were obtained through left parasternal, apical and suprasternal windows. In the left parasternal window, the long and short axis were acquired to analyze left chamber dimensions, right ventricle and pulmonary artery dimensions, and mitral, pulmonary and aortic valve function. The apical window allows the measurement of heart chamber dimensions and evaluation of systolic and diastolic parameters. It also allows Doppler assessment with detection and quantification of heart valve disturbances (regurgitation or stenosis). Different segments and walls of the left ventricle are visualized throughout all views. Finally, the ascending aorta, aortic arch, and descending aorta can be imaged through the suprasternal window. A combination of ultrasound imaging, Doppler flow and tissue Doppler assessment have been obtained to study cardiac morphology and function. This represents an important contribution to improve the assessment of cardiac function in adult rats with impact for research using these animal models.

A non-invasive protocol for transthoracic echocardiography assessment of cardiac anatomy and function for adult rats is presented in the current study. The heart valves, all four cardiac chambers and the ascending aorta, aortic arch and descending aorta are studied in detail.

הערכת אקו-קרדיולוגית של אנטומיה ותפקוד בחולדות למבוגרים

The use of experimental animal models has become crucial in cardiovascular science. Most studies using rodent models are focused on two-dimensional ...

In Vitro Assessment of Cardiac Function Using Skinned Cardiomyocytes

In this article, we describe the steps required to isolate a single permeabilized (&#34;skinned&#34;) cardiomyocyte and attach it to a force-measuring apparatus and a motor to perform functional studies. These studies will allow measurement of cardiomyocyte stiffness (passive force) and its activation with different calcium (Ca2+)-containing solutions to determine, amongst others: maximum force development, myofilament Ca2+-sensitivity (pCa50), cooperativity (nHill) and the rate of force redevelopment (ktr). This method also enables determination of the effects of drugs acting directly on myofilaments and of the expression of exogenous recombinant proteins on both active and passive properties of cardiomyocytes. Clinically, skinned cardiomyocyte studies highlight the pathophysiology of many myocardial diseases and allow in vitro assessment of the impact of therapeutic interventions targeting the myofilaments. Altogether, this technique enables the clarification of cardiac pathophysiology by investigating correlations between in vitro and in vivo parameters in animal models and human tissue obtained during open heart or transplant surgery.

This protocol aims to describe step-by-step the technique of extraction and assessment of cardiac function using skinned cardiomyocytes. This methodology allows measurement and acutemodulation of myofilament function using small frozen biopsies that can be collected from different cardiac locations, from mice to men.

להערכת ויטרו של תפקוד הלב באמצעות קרדיומיוציטים עור

In this article, we describe the steps required to isolate a single permeabilized (&#34;skinned&#34;) cardiomyocyte and attach it to a force-measuring ...