Gli autori desiderano ringraziare Lynne Spencer per il suo sostegno durante la fase di spettroscopia NMR di questo esperimento. Questo lavoro è stato sostenuto dalle concessioni dal National Institutes of Health fondo HL059246 R01, R01 HL067970, R01 HL088634 (il dottor Tian) e F32 HL096284 (al Dott. Kolwicz).

<ol><li> Per questi esperimenti, due sistemi separati sono utilizzati contemporaneamente. Per l&#39;acquisizione di 31 spettri P, un magnete Bruker 14T è interfacciato con il III Avance console e un computer dotato di software TopSpin V2.1. Per la valutazione della funzione cardiaca, un sistema personalizzato costruito perfusione cardiaca è interfacciato con il PowerLab 4 / 30 di acquisizione dati, dotato di 6 LabChartPro il software per l&#39;analisi dei dati. </li><li> Il giorno dell&#39;esperimento, 1 litro di Krebs-Henseleit buffer è preparato come segue: 0,5 mm EDTA, KCl 5,3 mm, 1,2 mm MgSO 4, 118mm NaCl, NaHCO 3 e 25 mm. La miscela viene poi bollito con 5% di CO 2 / 95% O 2 per 10-15 minuti prima dell&#39;aggiunta di 2mM CaCl 2. Infine, i substrati, sotto forma di 10 mM glucosio e piruvato 0,5 mm, vengono aggiunti. </li><li> Regolazione della temperatura durante l&#39;esperimento è critica. Circolatori riscaldamento vengono utilizzati per mantenere la temperatura tra i 37,0-37,5 ° C, mentre il cuore si trova all&#39;interno del magnete. La temperatura è monitorata per tutta la durata dell&#39;esperimento utilizzando una sonda di temperatura in fibra ottica. </li><li> Pressione di perfusione e la pressione del ventricolo sinistro sono monitorati tramite trasduttori di pressione collegata ad un sistema di acquisizione dati e visualizzati utilizzando il software incluso. Questi sono tarati con uno sfigmomanometro standard di prima dell&#39;esperimento. Inoltre, le linee di pressione sono lavata in modo adeguato al fine di rimuovere tutte le bolle d&#39;aria. </li><li> Un campione standard di 150 mM fosfato di sodio (il che è equivalente alla forza ionica del tampone KH) è usato per &quot;calibrare&quot; la sonda prima l&#39;inserimento del cuore. Questo facilita il segnale e diminuisce il tempo necessario per iniziare il periodo di acquisizione, una volta il cuore è posizionato all&#39;interno della sonda. </li><li> Per ridurre la coagulazione, il mouse viene iniettato con 200 unità di eparina IP Dopo 5 minuti, sodio pentobarbital (175 mg / kg) IP è dato. </li><li> Il cuore è rapidamente asportato (con i polmoni e timo intatto) e arrestato nel ghiaccio freddo KH buffer. </li><li> Mentre tenuta in ghiaccio, i polmoni sono rapidamente rimosse. I lobi del timo sono identificati e delicatamente pelati indietro per esporre l&#39;aorta. Il timo è stato rimosso. L&#39;aorta viene poi isolata con cura rimuovere qualsiasi tessuto circostante. </li><li> Micro pinze sutura vengono utilizzati per tenere delicatamente entrambe le pareti dell&#39;aorta per esporre il lume. L&#39;aorta viene accuratamente posizionato sulla cannula fatto da 0,965 mm esterno tubo di polietilene (PE50). L&#39;aorta viene tenuta in posizione con un morsetto nave micro mentre suture sono rapidamente legato intorno l&#39;aorta. La clip viene rimosso e la pinza sono utilizzati per controllare con attenzione che la cannula è al di sopra della radice aortica. Vincoli aggiuntivi vengono aggiunti se necessario per tenere il cuore a posto. </li><li> Qualsiasi tessuto in più viene rimossa con pinze e microscissors. Una piccola incisione viene fatta in atrio sinistro. A mm 0,61 diametro esterno tubo di polietilene (PE10) viene accuratamente inserito attraverso l&#39;atrio sinistro, cavità ventricolare sinistra, e attraverso l&#39;apice, mentre delicatamente tenendo il cuore. Il tubo in eccesso viene tagliato. </li><li> Un sgonfiato pieni d&#39;acqua palloncino viene inserito attraverso l&#39;atrio nel LV e viene tenuto in posizione con del nastro adesivo o suture. La velocità della pompa peristaltica viene gradualmente aumentata per fornire un flusso sufficiente al cuore. Fino a quando il cuore è posto nella la sonda NMR, il cuore continuerà ad essere perfusi con flusso costante pari a circa 2 ml / min. Il palloncino viene gonfiato LV con un piccolo volume, utilizzando una siringa micrometro per verificare che il trasduttore di pressione bassa tensione è in funzione. </li><li> Il cuore è accuratamente inserito in un tubo NMR 10 mm. Un ampio foro &quot;filatrice&quot; è usato per guidare il tubo nella posizione corretta all&#39;interno della sonda. L&#39;intero apparato è quindi saldamente al &quot;cordone ombelicale&quot; con nastro adesivo. </li><li> Il cordone ombelicale è lentamente abbassato nel foro superiore del magnete fino a quando il cuore / NMR tubo è all&#39;interno della bobina della sonda 10 mm NMR. </li><li> Una volta che il cuore è nella posizione corretta all&#39;interno della sonda, il flusso della pompa peristaltica è regolato in modo da raggiungere una pressione di perfusione di 80mmHg. (Ricordate, che fino a questo punto il cuore era perfuso con un flusso costante di circa 2 ml / min). La pressione di perfusione è quindi mantenuto attivando il meccanismo di &quot;hold&quot; sul controller della pompa. Il cuore è poi consentito un periodo di equilibrio di 15-20 minuti. Durante quel periodo, il volume del pallone LV è regolata per ottenere una pressione telediastolica di 8-10 mmHg. </li><li> Durante il periodo di equilibrio, è necessario ottimizzare i parametri dello spettrometro in modo da ottenere il segnale di fosforo migliore possibile. Questo si ottiene impostando l&#39;impulso radio alla frequenza con cui il nucleo fosforo risuona (&quot;tuning&quot;) e rendendo il campo magnetico omogeneo (&quot;shimming&quot;). </li><li> Dopo il periodo di equilibrio, più 31 P spettri NMR può essere ottenuto. Il periodo di acquisizione per ogni spettro dipende da tha intensità di campo del magnete, la dimensione del campione, e il rapporto segnale-rumore richiesti da un esperimento specifico. Spettri sono ottenuti utilizzando un magnete 14 Telsa facendo la media del segnale ottenuto da impulsi radio 256 frequenza di 20 ms con un angolo di 60 gradi a fogli mobili e ritardo di 2,0 secondi. Questo esperimento richiede circa 10 min. </li></ol> Rappresentante Risultati Dall&#39;hardware di acquisizione dati e il software LabChart, diversi parametri della funzione cardiaca può essere misurata in tutto il protocollo sperimentale. La misura tipica della funzione cardiaca, la pressione sviluppata ventricolare sinistra (LVDevP), si ottiene sottraendo la pressione telediastolica (EDP) dalla pressione sistolica (Figura 1). Questa misura può variare a seconda del ceppo del mouse e la condizione del cuore (cioè, sovraccarico di pressione). Tuttavia, in un normale C57BL6 LVDevP cuore del mouse è in genere tra 100-110 mmHg fisso pressione telediastolica di 8-10 mmHg. Inoltre, il programma permette LabChart per la misurazione della frequenza cardiaca in base alla misurazione ciclico delle onde di pressione LV. Ancora una volta, questa misura può variare, ma i valori tipici sono 350-400 bpm quando i cuori sono autorizzati a battere a tassi intrinseca. Tuttavia, il cuore può essere standardizzato mediante un sistema di stimolazione dove è conservata la frequenza cardiaca a 420 bpm. Inoltre, le misure di contrattilità (+ dP / dt) e rilassamento (-dP/dt) può essere stimato utilizzando la derivata prima l&#39;onda di pressione LV. Durante il protocollo sperimentale è facile valutare il meccanismo di Starling incorporando un rapporto pressione-volume. Questo si ottiene effettuando aumenti graduali nel volume pallone LV e rilevando la LVDevP così come per i disavanzi eccessivi. Questi valori possono essere rappresentati come illustrato nella figura 2. Mentre la curva di Starling è ottimale, notando il volume necessario per ottenere un EDP di 8-10 mmHg, può dare un&#39;idea indiretta della dimensione LV da camera. Questo può essere utilizzato nei modelli di banding aortico come cuore ipertrofico di solito richiedono un volume più piccolo palloncino, mentre i cuori dilatati richiedono un volume maggiore rispetto ai controlli. La tabella 1 mostra i dati rappresentativi funzione cardiaca, acquisite durante il protocollo di perfusione. Il P 31 spettrometro NMR fornirà segnali di fosfocreatina (PCr) e le tre fosfati di ATP (γ-ATP, α-ATP, e β-ATP) e fosfato inorganico (Pi) come mostrato nella Figura 2. Analisi di ciascuno di questi picchi fornisce un valore per l&#39;area sotto la curva. La quantità di ATP è stimato dalla media dei γ-ATP e β-ATP aree. (L&#39;α-ATP non viene utilizzato perché le molecole NAD contribuire ad una parte sconosciuta del segnale totale). Lo stato energetico del cuore è determinato dal rapporto tra la PCR e aree ATP (PCR: il rapporto ATP). Questo valore è tipicamente 1,5-1,7 in un cuore mouse fornito con il glucosio come substrato primario. Anche se 31 P NMR non prevede misure dirette di ATP e PCr, l&#39;area dei picchi è proporzionale alla quantità dei composti contenenti fosforo nel campione. I valori per questi segnali possono essere stimati utilizzando altri metodi. Per esempio, le misure dirette di ATP da alte prestazioni cromatografia liquida (HPLC) in una coorte di cuore può produrre una concentrazione media. Questo valore può quindi essere utilizzato per calibrare le superfici medie ATP osservato negli spettri. La concentrazione di PCr può essere calcolata sulla base dell&#39;area PCr relative all&#39;area ATP. E &#39;anche possibile stimare il pH, analizzando il passaggio relativo chimica del fosfato inorganico (Pi) al segnale PCr. 1 Usando diverse sequenze di impulsi radio, la creatina chinasi velocità di reazione o la velocità di sintesi di ATP reazione può anche essere misurata 2. <img src="/files/ftp_upload/2069/2069tab1.jpg" alt="Tabella 1" /> Tabella 1. Baseline funzione cardiaca da isolate cuori perfusi. LVDevP: pressione ventricolare sinistra sviluppati; LVEDP: ventricolare sinistra telediastolica pressione; HR: frequenza cardiaca; RPP: pressioni sul tasso di prodotto; + dP / dt: prima pressione derivato LV positiva; -dP/dt: prima pressione derivato LV negativo; PP : pressione di perfusione; CF: flusso coronarico. <img src="/files/ftp_upload/2069/2069fig1.jpg" alt="Figura 1" /> Figura 1. Rappresentante onde di pressione bassa tensione da un software LabChart Pro. <img src="/files/ftp_upload/2069/2069fig2.jpg" alt="Figura 2" /> Figura 2. Curve di Starling Rappresentante di controllo (linea continua) e aortica bande (linee tratteggiate) topi. A) funzione sistolica rappresentata da LVDevP oltre l&#39;aumento dei volumi LV come determinato dal volume del pallone LV. B) la funzione diastolica come rappresentato dalla EDP oltre l&#39;aumento dei volumi LV come determinato dal volume del pallone LV. LVDevP: pressione ventricolare sinistra sviluppati (sistolica meno p diastolicaressure); EDP: pressione telediastolica. <img src="/files/ftp_upload/2069/2069fig3.jpg" alt="Figura 3" /> Figura 3. Rappresentante 31 P spettri NMR di cuore isolato perfuso del mouse. Si noti il ​​picco relativamente piccolo Pi. In un cuore aerobico perfuse fornito con acidi grassi piruvato o in aggiunta al glucosio, questo picco dovrebbe essere minimo. Durante i periodi di ischemia, questo aumenta di picco, mentre il picco PCr diminuisce. Si noti la spalla destra del picco α-ATP. Questo è il contributo di molecole di NAD. Pi: fosfato inorganico; PCr: fosfocreatina, ATP: adenosintrifosfato.

<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>

Nessun conflitto di interessi dichiarati.

31 P spettroscopia NMR nel Langendorff-perfuso cuore del mouse isolato fornisce dati affidabili e riproducibili. 3, 4 Tuttavia, è imperativo che cannulazione dell&#39;aorta e l&#39;inserimento del palloncino LV sono fatte correttamente tali da consentire stabile funzioni cardiache mentre all&#39;interno del NMR tubo. In aggiunta, la regolazione della temperatura è fondamentale per ottenere il corretto funzionamento di base. Un fattore importante per ottenere buone, analizzabili spettri NMR è in aumento il rapporto segnale-rumore. Ciò può essere ottenuto facendo in modo ottimale &quot;tuning&quot; e &quot;spessoramento&quot; sul campione. Come accennato nel testo del protocollo, l&#39;uso di un campione standard prima l&#39;inserimento del cuore può facilitare questo. E &#39;anche utile avere un adeguato imprese &quot;campione&quot;. Cuori di peso inferiore a 100 mg in genere forniscono inferiore PCr e segnali ATP così aumenta in tempo di acquisizione sarà necessario per ottenere spettri buona fosforo. Ci sono diversi modi per modificare l&#39;attuale protocollo di raccogliere ulteriori informazioni riguardanti la funzione cardiaca ed energetica. Nel nostro laboratorio, abbiamo i cuori perfusi con tampone substrato misto che può includere la presenza di diverse combinazioni di acidi grassi (in concentrazioni basse e alte), lattato, chetoni, e l&#39;insulina. Con l&#39;uso di isotopi stabili nel buffer di perfusione (cioè, 13 C etichettato substrati), possediamo la capacità di stimare l&#39;utilizzo del substrato per il contributo relativo della etichettati acetil-CoA nel ciclo TCA. 5-7 Per questa applicazione, eseguiamo isotopomero analisi di 13 e 13 C3-C4-glutammato con 13 C spettroscopia NMR. Ciò richiede freeze-bloccaggio del cuore, alla fine del protocollo di perfusione e di eseguire una estrazione del tessuto congelato. Questo sarà un ulteriore esperimento in quanto l&#39;analisi richiede l&#39;utilizzo di una sonda diversa con parametri di installazione separato. Altre applicazioni includono la sostituzione del glucosio con desossiglucosio nel buffer durante il monitoraggio del tempo-dipendente accumulo di 2-fosfato desossiglucosio nel cuore con 31 P spettroscopia NMR. Questo metodo consente la misura del consumo di glucosio del miocardio. 7, 8 Inoltre, il nostro laboratorio ha analizzato la funzione cardiaca ed energetica nei protocolli di perfusione costituito da ischemia / riperfusione e sfida elevato carico di lavoro. 6, 8-10 In sintesi, 31 P spettroscopia NMR nei cuori del mouse isolato è una procedura tecnicamente impegnativo che richiede l&#39;uso di attrezzature sofisticate. Tuttavia, i dati che produce un valore inestimabile per il ricercatore che desidera analizzare la funzione energetica e dei modelli di topo geneticamente. Per il nostro laboratorio, queste tecniche sono state fondamentali nella nostra comprensione delle conseguenze di una varietà di fattori di stress sulla funzione cardiaca, energetica, e il metabolismo. 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

Modelli murini bioingegneria sono diventati strumenti di ricerca potenti nel determinare relazioni causali tra alterazioni molecolari e modelli di malattie cardiovascolari. Sebbene la biologia molecolare è necessario identificare i cambiamenti chiave nella via di segnalazione, non è un surrogato significato funzionale. Mentre fisiologia può fornire risposte alla domanda di funzione, che combina la fisiologia con la valutazione biochimica di metaboliti nel intatto, cuore pulsante permette un quadro completo della funzione cardiaca ed energetica. Per anni, il nostro laboratorio ha utilizzato perfusione cuore isolato in combinazione con risonanza magnetica nucleare (NMR) per eseguire questa operazione. Funzione ventricolare sinistra viene valutata Langendorff-mode perfusione cuore isolato mentre energetica cardiaca è misurata eseguendo<sup&gt; 31</sup&gt; P spettroscopia di risonanza magnetica del cuore perfuso. Con queste tecniche, gli indici di funzionalità cardiaca, in combinazione con i livelli di fosfocreatina e ATP possono essere misurate simultaneamente a battere i cuori. Inoltre, questi parametri possono essere monitorati, mentre i fattori di stress fisiologici o patologici sono istituiti. Per esempio, l&#39;ischemia / riperfusione o ad alta protocolli sfida carico di lavoro può essere adottato. L&#39;uso di aortica bande o altri modelli di patologia cardiaca tendono pure. Indipendentemente delle varianti all&#39;interno del protocollo, il significato funzionale ed energetica di modificazioni molecolari di modelli di topi transgenici possono essere adeguatamente descritte, portando a una nuova comprensione delle vie enzimatiche e metaboliche associate. Pertanto,<sup&gt; 31</sup&gt; P spettroscopia NMR nel cuore isolato perfuso è una tecnica di ricerca di valore in modelli animali di malattie cardiovascolari.

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

Langendorff-mode perfusione cuore isolato, in collaborazione con<sup&gt; 31</sup&gt; P spettroscopia NMR, combina i campi della biochimica e fisiologia in un esperimento. Il protocollo consente la misurazione dinamica del fosfato ad alto contenuto energetico e il fatturato nel cuore, mentre contemporaneamente il monitoraggio della funzione fisiologica. Quando eseguito correttamente, questa è una tecnica preziosa nella valutazione di Energetica cardiaco.

Valutazione della funzione cardiaca e Energetica nel Cuori mouse isolato mediante 31 P spettroscopia NMR

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

26.0K Views.  University of Washington School of Medicine. Langendorff-mode perfusione cuore isolato, in collaborazione con 31 P spettroscopia NMR, combina i campi della biochimica e fisiologia in un esperimento. Il protocollo consente la misurazione dinamica del fosfato ad alto contenuto energetico e il fatturato nel cuore, mentre contemporaneamente il monitoraggio della funzione fisiologica. Quando eseguito correttamente, questa è una tecnica preziosa nella valutazione di Energetica cardiaco.

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 Imaging di fluorescenza biventricolare isolato lavoro Hearts Coniglio

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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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.

Riduzione del ventricolo sinistro stress di parete e di miglioramento della funzione in mancanza di Cuori con 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.

Valutazione della funzione cardiaca e Morfologia miocardica Utilizzando Small Animal Look-Locker Inversion Recovery (SALLI) MRI nei ratti

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.

Valutazione del ventricolo destro Struttura e funzione in modello murino di polmonare Arteria Costrizione da ecocardiografia transtoracica

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.

Induzione e valutazione di ischemia-riperfusione Injury in Langendorff-perfusi Hearts Rat

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.

Valutazione della funzione microvascolare di tessuto adiposo umano mediante videomicroscopia

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.

Valutazione della funzione del rene in modelli murini di malattia glomerulare

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.

Normotermica Ex Situ cuore aspersione in modalità di lavoro: valutazione della funzione cardiaca e il metabolismo

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.

Valutazione ecocardiografica dell'anatomia e della funzione cardiaca nei ratti adulti

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.

Valutazione in vitro della funzione cardiaca con cardiomiociti scuoiati

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