This study was supported by NIH grants HL091986 (JPD) and HL094692 (MTZ).

NOTA: Questo protocollo animale è stato approvato dalla cura e l&#39;uso degli animali Comitato Istituzionale (IACUC) presso la Ohio State University. Questa procedura può essere utilizzato su qualsiasi topo in cui il diametro interno della carotide è grande abbastanza per inserire il catetere. Utilizzare i topi che sono al di sopra di 16 g (~ 2 mesi più vecchi). 1. Preparazione del mouse per Catheterization <ol><li> Sigillare tutti gli strumenti chirurgici e le forniture in un sacchetto di sterilizzazione. Sterilizzare il sacchetto in una macchina autoclave. Mantenere un campo sterile tutta la procedura e indossare guanti sterili. </li><li> Anestetizzare topi con ketamina (55 mg / kg) più xilazina (15 mg / kg) mediante iniezione intraperitoneale. NOTA: L&#39;intera procedura di misurazione sia della pressione / volume a diverse frequenze cardiache e ESPRV richiede meno di 20 minuti. Se è necessario ulteriore tempo (cioè, più di 30 min), dare un ulteriore ¼ dose di anestesia ogni 30 min. </li><li> Rimuovere i capelli nel r anterioriEgion di collo e al torace con la rimozione dei capelli lozione (ad esempio, Nair) e TAPE gli arti del mouse sulla piattaforma schiuma. Confermare uno stato di anestesia profonda da un pizzico piedi. </li><li> Inserire una sonda rettale per controllare la temperatura corporea (37 ± 1 ° C), e mantenere con un tampone di riscaldamento termoregolato (situato tra il telo chirurgico e la piattaforma). </li><li> Preparare una lunghezza di 4-0 sutura (circa 10 cm). Loop sutura intorno incisivi superiori e nastro per la piattaforma. Ciò manterrà il diritto collo. </li><li> Sterilizzare l&#39;area chirurgica tamponando la zona con Betadine e il 75% di alcol tre volte. </li></ol> 2. Catheterization <ol><li> Preparare il catetere dal presoaking la punta in soluzione salina o acqua distillata (37 ° C) per almeno 30 minuti prima dell&#39;uso (secondo le istruzioni del produttore) per acclimatare membrana del sensore di pressione per l&#39;ambiente biologico bagnato e da evitare la dispersione segnale di pressione e negativa registrazioni di pressione. </li><li> Fare un longitudinale 0,8 centimetri un&#39;incisione tra la mascella inferiore e lo sterno nella regione anteriore del collo. Con le belle forbici, separare il tessuto connettivo della pelle-muscolare per esporre la trachea si trova sotto il muscolo stemohyoideus. </li><li> Separare il grasso e tessuto muscolare sul lato destro della trachea con pinze curve per esporre la carotide destra. NOTA: L&#39;arteria carotidea è la più grande arteria della regione anteriore del collo, contiene sangue rosso vivo, ed è pulsatile. Da non confondere con la vena giugulare che corre parallela alla carotide. La vena giugulare è rosso scuro e non pulsatile. Inoltre, durante l&#39;isolamento della carotide, l&#39;utente deve essere consapevole di non danneggiare il nervo pneumogastrico. </li><li> Rimuovere il grasso dalla carotide destra con le pinze curve. Se esiste ramificazione della nave, che impedirà questa tecnica operativa, tagliarli con un bisturi Bovie di dissociare la carotide.Separare la maggior quantità di tessuto il più possibile sotto l&#39;arteria carotidea con pinze curve. </li><li> Tagliate due cinque centimetri 6-0 fili di seta. Passare ogni filo di seta sotto la carotide destra. </li><li> Posizionare un filo vicino alla parte prossimale e l&#39;altro vicino alla parte distale dell&#39;arteria. Fare un nodo stretto sul filo nella parte distale, e fare un nodo sciolto sul filo nella parte prossimale. </li><li> Bloccare il flusso di sangue fissando la parte prossimale dell&#39;arteria utilizzando un morsetto vascolare piccola emostatica (posizionare la pinza sotto al filetto prossimale). La regione sigillato dell&#39;arteria sarà riempito con fare il sangue è facile eseguire il passaggio 2.8. </li><li> Perforare un piccolo foro nel giusto carotide tra i due fili (ma più vicino al filo distale) con un ago 26 G. Inserire il catetere nell&#39;arteria carotide. Serrare leggermente il nodo sciolto nella parte prossimale della carotide sul catetere per tenere a posto. NOTA: Utilizzando la puntura è preferito rispettoalle forbici incisione. Facendo un nodo stretto nella parte distale dell&#39;arteria prima, e poi la parte di bloccaggio prossimale, l&#39;arteria sarà completamente riempita di sangue. Questo rende molto facile da colpire attraverso il vaso sanguigno. Inoltre, la dimensione dell&#39;ago (26 G) perfora l&#39;arteria con un foro che si adatta bene le dimensioni del catetere. Quando si utilizza il metodo di incisione forbici, era più difficile controllare la dimensione della incisione. Tuttavia, il metodo scelto dovrebbe dipendere da quale il chirurgo si sente più confortevole con. </li><li> Iniziare la registrazione segnali di pressione come al punto 3. </li><li> Allentare la pinza emostatica e continuare l&#39;inserimento del catetere in avanti nel ventricolo sinistro. Se una certa resistenza si sperimenta quando avanzare il catetere, tirare delicatamente indietro e provare di nuovo che avanza. Per un mouse peso ~ 18-25 g, la lunghezza stimata del catetere che viene inserito è di 18 mm. NOTA: Il segnale di pressione arteriosa fluttuerà da 70 a 120 mm Hg. Una volta tsi catetere è nel ventricolo sinistro forma di cambiamento del segnale di pressione e la pressione fluttuerà da 0 a 120 mm Hg (Figura 1). Funzione cardiaca si stabilizzerà entro 2-3 minuti dopo l&#39;inserimento del catetere. </li><li> Monitorare costantemente la temperatura corporea, livello di anestesia, e il tasso di respirazione. </li></ol> 3. Acquisizione Dati <ol><li> Utilizzare il software LabChartPro 7 (o software simile). Utilizzare l&#39;opzione WorkFlow del LabChart modulo fotovoltaico Loop. Utilizzando questo modulo, selezionare l&#39;impostazione di default della pressione e Loop Volume. </li><li> Set-up tre canali: un canale per la pressione, un canale per il volume, e un canale per la frequenza cardiaca. Campi scala insieme di parametri di cui sopra, come 0-150 mm Hg, 0-100 ml e 0-800 beat / min, rispettivamente. </li><li> Premere il tasto start per registrare. </li></ol> 4. Bowditch Effetto <ol><li> Fare un 1 centimetro incisione nella zona precordio parallela al manubrio. Tagliare lo strato di muscolo e expose spazio intercostale con le forbici. </li><li> Utilizzando uno stimolatore impulso piazza, impostare i seguenti parametri: Tensione di 2 V, la durata di 2 ms, e attivare la modalità di ripetizione. </li><li> Tenere l&#39;elettrodo negativo con una pinza e inserirlo attraverso il quarto spazio intercostale alla regione apicale del cuore. Tenere l&#39;elettrodo positivo con una pinza e inserirlo attraverso il secondo spazio intercostale alla regione dell&#39;atrio destro del cuore. </li><li> Accendere lo stimolatore e cambiare la frequenza di stimolare il cuore da 4 Hz (240 battiti / min) fino a 10 Hz (600 battiti / min). Ad ogni nuova frequenza cardiaca, stimolare il cuore per 1 minuto prima della raccolta dei dati. </li></ol> 5. Generare il ESPVR e PRSW <ol><li> Tagliare il tessuto cutaneo e muscolare perpendicolare al manubrio nella zona addominale con le forbici. Aprire il enterocoelia ed esporre il fegato. </li><li> Trascinare il costarum Arcus verso la testa con trazione metallico. </li><li> Spingere delicatamente il fegato verso il basso conun tampone di cotone. Fare attenzione a non spingere troppo per influenzare la cavità toracica. Questo cambierà la funzione del cuore. </li><li> Tagliare il legamento falciforme del fegato con le forbici per esporre la sovraepatica vena cava inferiore (IVC). </li><li> Utilizzare pinze curve di spremere rapidamente la IVC per 5 secondi per bloccare il ritorno del sangue nell&#39;atrio destro. La pressione del ventricolo sinistro e il volume cadrà a causa del ridotto afflusso di cuore. Nel generare questi valori, non usare loop inferiori ai 60 mm Hg. Il 60 mm Hg è in riferimento alla pressione sistolica. NOTA: questo valore è fissato a 60 mm Hg, perché questo causerà un calo significativo della pressione di perfusione a diminuire considerevolmente perfusione coronarica e influenzare la contrattilità. </li></ol> 6. Volume calibrazione <ol><li> Eparinizzare il mouse con 0,1 ml di 1: 5.000 soluzione di eparina (diluito con soluzione salina normale) mediante iniezione intraperitoneale. </li><li> Rimuovere il catetere dalla carotide. Quando il catetere viene estratta from carotide, sangue eparinizzato penetri dal foro in cui è stato inserito il catetere. </li><li> Raccogliere questo sangue per la calibratura del volume con una siringa da 1 ml. Riempire ogni bene in provetta di calibrazione. </li><li> Rimuovere cuore di eutanasia il mouse via dissanguamento. </li><li> Posizionare il catetere in ogni bene e ottenere un valore stabile unità di volume relativo (RVU). Generare una curva standard utilizzando i vari volumi standard e valori RVU da ogni pozzetto. </li><li> Convertire il RVU registrato microlitri. </li></ol> 7. Data Processing <ol><li> Per esaminare l&#39;effetto Bowditch, selezionate allo steady-state pressione / volume tracce di ogni battito cardiaco. Clicca l&#39;analisi di base per ottenere i dati. </li><li> Per i dati ESPVR e PRSW, selezionare la prima ~ 15 pressione / volume tracce, fare clic su analisi dell&#39;occlusione nel software per generare il ESPVR (pendenza della pressione sviluppata dal LV a telediastolico volume) e PRSW (regressione lineare di lavoro ictus con la telediastolicovolume) da sci. </li><li> Dare attenzione alla forma delle anse. Assicurarsi che il ciclo è chiuso senza punti angolari o torsioni. Questo è un segno di posizionamento del catetere improprio o rumori eccessivi. Controllare periodicamente cicli durante l&#39;esperimento per assicurare vengono generati i dati corretti di pressione e di volume. </li></ol>

<ol>
	<li>Janssen, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Myocardial+contraction-relaxation+coupling.">Myocardial contraction-relaxation coupling.</a> Am J Physiol Heart Circ Physiol. 299, H1741-H1749 (2010).</li><li>Roman, M. J., Devereux, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+noninvasive+measures+of+contractility+in+dilated+cardiomyopathy.">Comparison of noninvasive measures of contractility in dilated cardiomyopathy.</a> Echocardiography. 8, 139-150 (1991).</li><li>Hamlin, R. L., del Rio, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=dP/dt(max)--a+measure+of+'baroinometry.">dP/dt(max)--a measure of 'baroinometry.</a> J Pharmacol Toxicol Methods. 66, 63-65 (2012).</li><li>Feneley, M. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+preload+recruitable+stroke+work,+end-systolic+pressure-volume+and+dP/dtmax-end-diastolic+volume+relations+as+indexes+of+left+ventricular+contractile+performance+in+patients+undergoing+routine+cardiac+catheterization.">Comparison of preload recruitable stroke work, end-systolic pressure-volume and dP/dtmax-end-diastolic volume relations as indexes of left ventricular contractile performance in patients undergoing routine cardiac catheterization.</a> J Am Coll Cardiol. 19, 1522-1530 (1992).</li><li>Kass, D. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+influence+of+load+versus+inotropic+states+on+indexes+of+ventricular+contractility:+experimental+and+theoretical+analysis+based+on+pressure-volume+relationships.">Comparative influence of load versus inotropic states on indexes of ventricular contractility: experimental and theoretical analysis based on pressure-volume relationships.</a> Circulation. 76, 1422-1436 (1987).</li><li>Nemoto, S., DeFreitas, G., Mann, D. L., Carabello, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+changes+in+left+ventricular+contractility+on+indexes+of+contractility+in+mice.">Effects of changes in left ventricular contractility on indexes of contractility in mice.</a> Am J Physiol Heart Circ Physiol. 283, H2504-H2510 (2002).</li><li>Ziolo, M. T., Kohr, M. J., Wang, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nitric+oxide+signaling+and+the+regulation+of+myocardial+function.">Nitric oxide signaling and the regulation of myocardial function.</a> J Mol Cell Cardiol. 45, 625-632 (2008).</li><li>Barouch, L. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nitric+oxide+regulates+the+heart+by+spatial+confinement+of+nitric+oxide+synthase+isoforms.">Nitric oxide regulates the heart by spatial confinement of nitric oxide synthase isoforms.</a> Nature. 416, 337-339 (2002).</li><li>Wang, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuronal+nitric+oxide+synthase+signaling+within+cardiac+myocytes+targets+phospholamban.">Neuronal nitric oxide synthase signaling within cardiac myocytes targets phospholamban.</a> Am J Physiol Cell Physiol. 294, C1566-C1575 (2008).</li><li>Georgakopoulos, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+murine+left+ventricular+pressure-volume+relations+by+miniaturized+conductance+micromanometry.">In vivo murine left ventricular pressure-volume relations by miniaturized conductance micromanometry.</a> Am J Physiol. 274, H1416-H1422 (1998).</li></ol>

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Un punto critico per questa tecnica per ottenere una misura affidabile della contrattilità è corretto posizionamento del catetere nel LV. Se il catetere non è posizionato correttamente, quando contrae la LV le pareti possono contattare il catetere a valori molto elevati, e non fisiologici, pressione causando irregolare loop PV sagomati. Se necessario, il catetere può essere ruotato per ottenere il corretto posizionamento. Un altro passo fondamentale per questa tecnica è quello di assicurarsi il mouse ricevuto anest...

Lo scopo del cuore è di pompare sangue attraverso il corpo per soddisfare le richieste metaboliche dell&#39;organismo. Poiché queste richieste sono costantemente fluttuanti (ad esempio, durante l&#39;esercizio), il cuore deve adattarsi (cioè, aumentare la gittata cardiaca). Il cuore ha messo a punto numerosi sentieri per compiere questa impresa. La maniera privilegiata nel cuore raggiunge questo è tramite un aumento della frequenza cardiaca (ad esempio, effetto Bowditch) 1. Cioè, come uno di frequenza cardiaca aumenta, ciò si traduce in un aumento della contrattilità e un aumento della gittata cardiaca. Pertanto, la funzione del cuore è estremamente dipendente della frequenza cardiaca. Sfortunatamente, malattie cardiache (ad es, infarto miocardico, ipertrofia, etc.) determina funzione povero cuore in cui il cuore pertanto non sarà in grado di soddisfare le esigenze metaboliche del corpo. Le malattie cardiache sono la principale causa di morbilità e mortalità nella società occidentale. Modelli animali che ricapitolano molti cardiomy umanoopathies vengono utilizzati per indagare i meccanismi molecolari e per testare potenziali terapie. Discernere questi meccanismi e di determinare se una terapia sia valida, gli investigatori devono valutare la funzione cardiaca in vivo. Ci sono diversi modi per valutare la funzione cardiaca in vivo (ad esempio, l&#39;ecocardiografia, risonanza magnetica, ecc), che abitualmente misurano frazione di eiezione, accorciamento frazionale, la gittata cardiaca, ecc, tuttavia, questi parametri sono altamente dipendenti post-carico, precarico, e la frequenza cardiaca oltre alla contrattilità 2. Contrattilità misurazione è indispensabile per comprendere le proprietà intrinseche del cuore nel suo ambiente nativo. Il (dP / dt max) tasso massimo di sviluppo pressione ci porta un passo più vicino alla comprensione contrattilità. Purtroppo, dP / dt dipende anche la frequenza cardiaca e caricamento condizioni 3. Pertanto tecniche sono state sviluppate per misurare il carico (e la frequenza cardiaca, vedere below) indici indipendenti di contrattilità miocardica (cioè fine sistolica rapporto del volume di pressione (ESPVR) e precarico recruitable lavoro ictus (PRSW)) 4-6. ESPVR descrive la pressione massima che può essere sviluppata dal ventricolo in un dato volume di LV. La pendenza della ESPVR rappresenta l&#39;elastanza telesistolico (Ees). PRSW è la regressione lineare di lavoro ictus (area racchiusa dal ciclo PV) con il volume telediastolico. Queste procedure sono una misurazione più accurata e precisa della contrattilità rispetto ai parametri emodinamici come frazione di eiezione, gittata cardiaca e la gittata sistolica. ESPVR e PRSW possono essere ottenuti tramite il blocco temporaneo della vena cava inferiore (IVC). Bloccando la IVC può essere eseguita con una cassa chiusa per evitare l&#39;effetto di cambiare la pressione intrapleurica sulla funzione cardiaca. L&#39;aumento della frequenza cardiaca aumenta anche contrazione e rilassamento 1. Così, quando si confrontano la funzione cardiaca tra experimentagruppi l (ad esempio, ± dP / dt), frequenze cardiache devono essere simili. Tuttavia, le frequenze cardiache simile di solito non si verificano in ogni animale a causa di varie condizioni (malattia, intervento di ricerca, etc.). Va notato che l&#39;anestesia (iniettabili e inalatori) abbassa la frequenza cardiaca. Poiché la frequenza cardiaca è un fattore determinante della contrattilità, anestesia interesserà notevolmente contrattilità. Per questo motivo, stiamo descrivendo la nostra procedura. Inoltre, una caratteristica di molti cardiomiopatie è una riserva contrattile ridotta (ad esempio, un effetto Bowditch diminuita). Pertanto, la funzione cardiaca dovrebbe essere misurata su una gamma di frequenze cardiache. Qui si descrive come utilizzare uno stimolatore (con una cassa chiusa) per ottenere questi effetti. Oltre alla frequenza cardiaca, ossido nitrico (NO) è un importante modulatore della contrattilità 7. NO è prodotto tramite enzimi chiamati NO sintetasi (NOS). Noi e altri abbiamo dimostrato che i topi con knockout di neuronale NOS (NOS1 <sup&gt; - / -) hanno smussato la contrazione dei miociti e in vivo emodinamica cardiaca 8,9. Questo mouse viene utilizzato per dimostrare la misura della contrattilità del ventricolo sinistro attraverso la procedura di analisi di pressione LV / Volume eseguita a varie frequenze cardiache.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="688">
	<tbody>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Name of Reagent/ Equipment</td>
			<td style="width:187px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:167px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">Xlyzine 100mg/ml</td>
			<td style="width:187px;">Ana Sed</td>
			<td style="width:119px;">4821</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Katamin 50mg/ml</td>
			<td style="width:187px;">Ketalar</td>
			<td style="width:119px;">310006</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="85">
			<td height="85" style="height:85px;width:216px;">Heparin</td>
			<td style="width:187px;">APP Pharmaceuticals</td>
			<td style="width:119px;">6003922</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="85">
			<td height="85" style="height:85px;width:216px;">4-0 silk thread</td>
			<td style="width:187px;">Surgical specialties</td>
			<td style="width:119px;">SP102</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="85">
			<td height="85" style="height:85px;width:216px;">6-0 silk thread</td>
			<td style="width:187px;">Surgical specialties</td>
			<td style="width:119px;">MBKF270</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:216px;">Forceps</td>
			<td style="width:187px;">Fine Science Tools</td>
			<td style="width:119px;">11251-10</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:216px;">Curve forceps</td>
			<td style="width:187px;">Fine Science Tools</td>
			<td style="width:119px;">11274-20</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Scissors</td>
			<td style="width:187px;">Fine Science Tools</td>
			<td style="width:119px;">14090-09</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Vascular clamp</td>
			<td style="width:187px;">Fine Science Tools</td>
			<td style="width:119px;">18555-03</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">Microscope</td>
			<td style="width:187px;">World precision instruments</td>
			<td style="width:119px;">PZM-3</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Pressure catheter</td>
			<td style="width:187px;">Millar instruments</td>
			<td style="width:119px;">SPR-839</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">Pressure and volume system</td>
			<td style="width:187px;">Millar instruments</td>
			<td style="width:119px;">MPVS-300</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">PowerLab4/35</td>
			<td style="width:187px;">AD instruments</td>
			<td style="width:119px;">N12128</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">LabchartPro 7</td>
			<td style="width:187px;">AD instruments</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Temperature controller</td>
			<td style="width:187px;">CWE</td>
			<td style="width:119px;">TC-1000</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Stimulator</td>
			<td style="width:187px;">Grass</td>
			<td style="width:119px;">SD-5</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Sterile glove</td>
			<td style="width:187px;">Micro-Touch</td>
			<td style="width:119px;">1305018821</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Hair remover lotion</td>
			<td style="width:187px;">Nair</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">Betadine surgical scrub</td>
			<td style="width:187px;">Veterinary</td>
			<td style="width:119px;">NDC 6761815401</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Acohol</td>
			<td style="width:187px;">Decon Laboratories</td>
			<td style="width:119px;">2801</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Bovie cautery</td>
			<td style="width:187px;">Bovie</td>
			<td style="width:119px;">AA29</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">1ml Syringe(26G needle)</td>
			<td style="width:187px;">BD</td>
			<td style="width:119px;">8017299</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

cardiac catheterization in mice to measure the pressure volume relationship: investigating the bowditch effect

I modelli animali che imitano i disturbi cardiaci umani sono stati creati per testare potenziali strategie terapeutiche. Un componente chiave per valutare queste strategie è quello di esaminare i loro effetti sulla funzione cardiaca. Ci sono diverse tecniche per misurare in vivo meccanica cardiaca (ad esempio, ecocardiografia, le relazioni di pressione / volume, ecc.) Rispetto a ecocardiogramma, ventricolare in tempo reale a sinistra (LV) pressione / analisi del volume tramite cateterismo è più precisa e penetranti nel valutare la funzione ventricolare sinistra. Inoltre, l&#39;analisi LV pressione / volume di fornisce la capacità di registrare istantaneamente variazioni durante le manipolazioni di contrattilità (ad esempio, la stimolazione β-adrenergico) e insulti patologici (ad esempio, ischemia / riperfusione). Oltre al massimo (+ dP / dt) e minimo (-dP / dt) tasso di variazione di pressione nella LV, una valutazione accurata della funzione ventricolare sinistra attraverso diversi indici indipendenti dal carico (ad esempio, pressione finale sistolicapossono essere raggiunti rapporto volume e precarico lavoro ictus recruitable). La frequenza cardiaca ha un effetto significativo sulla LV contrattilità tale che un aumento della frequenza cardiaca è il meccanismo principale per aumentare la gittata cardiaca (cioè, effetto Bowditch). Così, quando si confrontano emodinamica tra i gruppi sperimentali, è necessario avere frequenze cardiache simili. Inoltre, una caratteristica di molti modelli cardiomiopatia è una diminuzione della riserva contrattile (cioè, diminuzione effetto Bowditch). Di conseguenza, le informazioni vitali può essere ottenuta tramite determinare gli effetti di aumentare la frequenza cardiaca sulla contrattilità. I nostri e altri dati hanno dimostrato che il neuronale ossido nitrico sintasi (NOS1) topo knockout è diminuita contrattilità. Qui si descrive la procedura di misurazione della pressione LV / volume con l&#39;aumento della frequenza cardiaca utilizzando il modello di topo knockout NOS1.

Il corretto inserimento del catetere nel ventricolo sinistro è un passo importante per raggiungere valori di pressione e volume appropriato. Mostrato in figura 1, utilizzando LabChart Pro 7, è il cambiamento della forma d&#39;onda di pressione (forma e valori) come il catetere va dalla arteria nel ventricolo. Dopo corretto inserimento del catetere nel ventricolo sinistro, la pressione (P) ed il volume (V) i valori ottenuti saranno poi utilizzati per generare i loop PV (mos...

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Cardiac Catheterization in Mice to Measure the Pressure Volume Relationship: Investigating the Bowditch Effect

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

Cateterizzazione cardiaca nei topi per misurare il rapporto pressione del volume: Indagare l&#39;effetto Bowditch

Animal models that mimic human cardiac disorders have been created to test potential therapeutic strategies. A key component to evaluating these ...

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Research

JoVE Journal

Medicine

18.0K Views.  The Ohio State University. This article describes the measurement of murine left ventricular function via pressure/volume analysis at different heart rates.

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Cardiac Stress Test Induced by Dobutamine and Monitored by Cardiac Catheterization in Mice

Dobutamine is a &beta;-adrenergic agonist with an affinity higher for receptor expressed in the heart (&beta;1) than for receptors expressed in the arteries (&beta;2). When systemically administered, it increases cardiac demand. Thus, dobutamine unmasks abnormal rhythm or ischemic areas potentially at risk of infarction. 
Monitoring of heart function during a cardiac stress test can be performed by either ecocardiography or cardiac catheterization. The latter is an invasive but more accurate and informative technique that the former.
Cardiac stress test induced by dobutamine and monitored by cardiac catheterization accomplished as described here allows, in a single experiment, the measurement of the following hemodynamic parameters: heart rate (HR), systolic pressure, diastolic pressure, end-diastolic pressure, maximal positive pressure development (dP/dtmax) and maximal negative pressure development (dP/dtmin), at baseline conditions and under increasing doses of dobutamine.
As expected, in normal mice we observed a dobutamine dose-related increase in HR, dP/dtmax and dP/dtmin. Moreover, at the highest dose tested (12 ng/g/min) the cardiac decompensation of high fat diet-induced obese mice was unmasked.

We describe the protocol to perform a cardiac stress test induced by dobutamine and monitored by cardiac catheterization in normal mice. Also we show its application to unmask subclinical cardiac disease in high fat diet-induced obese mice.

Stress Test cardiaca indotta da dobutamina e monitorato da cateterizzazione cardiaca nei topi

Dobutamine is a &beta;-adrenergic agonist with an affinity higher for receptor expressed in the heart (&beta;1) than for receptors expressed in the ...

Ricerca

Medicina

Measurement of the Pressure-volume Curve in Mouse Lungs

In recent decades the mouse has become the primary animal model of a variety of lung diseases. In models of emphysema or fibrosis, the essential phenotypic changes are best assessed by measurement of the changes in lung elasticity. To best understand specific mechanisms underlying such pathologies in mice, it is essential to make functional measurements that can reflect the developing pathology. Although there are many ways to measure elasticity, the classical method is that of the total lung pressure-volume (PV) curve done over the whole range of lung volumes. This measurement has been made on adult lungs from nearly all mammalian species dating back almost 100 years, and such PV curves also played a major role in the discovery and understanding of the function of pulmonary surfactant in fetal lung development. Unfortunately, such total PV curves have not been widely reported in the mouse, despite the fact that they can provide useful information on the macroscopic effects of structural changes in the lung. Although partial PV curves measuring just the changes in lung volume are sometimes reported, without a measure of absolute volume, the nonlinear nature of the total PV curve makes these partial ones very difficult to interpret. In the present study, we describe a standardized way to measure the total PV curve. We have then tested the ability of these curves to detect changes in mouse lung structure in two common lung pathologies, emphysema and fibrosis. Results showed significant changes in several variables consistent with expected structural changes with these pathologies. This measurement of the lung PV curve in mice thus provides a straightforward means to monitor the progression of the pathophysiologic changes over time and the potential effect of therapeutic procedures.

Here we present a protocol to simply and reliably measure the lung pressure-volume curve in mice, showing that it is sufficiently sensitive to detect phenotypic parenchymal changes in two common lung pathologies, pulmonary fibrosis and emphysema. This metric provides a means to quantify the lung&#8217;s structural changes with developing pathology.

Misura della curva di pressione-volume in mouse polmoni

In recent decades the mouse has become the primary animal model of a variety of lung diseases. In models of emphysema or fibrosis, the essential ...

Intrauterine Telemetry to Measure Mouse Contractile Pressure In Vivo

A complex integration of molecular and electrical signals is needed to transform a quiescent uterus into a contractile organ at the end of pregnancy. Despite the discovery of key regulators of uterine contractility, this process is still not fully understood. Transgenic mice provide an ideal model in which to study parturition. Previously, the only method to study uterine contractility in the mouse was ex vivo isometric tension recordings, which are suboptimal for several reasons. The uterus must be removed from its physiological environment, a limited time course of investigation is possible, and the mice must be sacrificed. The recent development of radiometric telemetry has allowed for longitudinal, real-time measurements of in vivo intrauterine pressure in mice. Here, the implantation of an intrauterine telemeter to measure pressure changes in the mouse uterus from mid-pregnancy until delivery is described. By comparing differences in pressures between wild type and transgenic mice, the physiological impact of a gene of interest can be elucidated. This technique should expedite the development of therapeutics used to treat myometrial disorders during pregnancy, including preterm labor.

Intrauterine Telemetry to Measure Mouse Contractile Pressure In Vivo

This manuscript provides a protocol for implanting telemeters in the mouse for the purpose of measuring intrauterine pressures during pregnancy.

Telemetria intrauterina misurare mouse contrattile Pressione<em&gt; In Vivo</em

A complex integration of molecular and electrical signals is needed to transform a quiescent uterus into a contractile organ at the end of pregnancy. ...

Ultrasound Based Assessment of Coronary Artery Flow and Coronary Flow Reserve Using the Pressure Overload Model in Mice

Transthoracic Doppler echocardiography (TTDE) is a clinically useful, noninvasive tool for studying coronary artery flow velocity and coronary flow reserve (CFR) in humans. Reduced CFR is accompanied by marked intramyocardial and pericoronary fibrosis and is used as an indication of the severity of dysfunction. This study explores, step-by-step, the real-time changes measured in the coronary flow velocity, CFR and systolic to diastolic peak velocity (S/D) ratio in the setting of an aortic banding model in mice. By using a Doppler transthoracic imaging technique that yields reproducible and reliable data, the method assesses changes in flow in the septal coronary artery (SCA), for a period of over two weeks in mice, that previously either underwent aortic banding or thoracotomy. 
During imaging, hyperemia in all mice was induced by isoflurane, an anesthetic that increased coronary flow velocity when compared with resting flow. All images were acquired by a single imager. Two ratios, (1) CFR, the ratio between hyperemic and baseline flow velocities, and (2) systolic (S) to diastolic (D) flow were determined, using a proprietary software and by two independent observers. Importantly, the observed changes in coronary flow preceded LV dysfunction as evidenced by normal LV mass and fractional shortening (FS). 
The method was benchmarked against the current gold standard of coronary assessment, histopathology. The latter technique showed clear pathologic changes in the coronary artery in the form of peri-coronary fibrosis that correlated to the flow changes as assessed by echocardiography. 
The study underscores the value of using a non-invasive technique to monitor coronary circulation in mouse hearts. The method minimizes redundant use of research animals and demonstrates that advanced ultrasound-based indices, such as CFR and S/D ratios, can serve as viable diagnostic tools in a variety of investigational protocols including drug studies and the study of genetically modified strains.

Coronary flow reserve (CFR) is useful for assessment of myocardial oxygen demand and evaluation of cardiovascular risk. This study establishes a step-by-step transthoracic Doppler echocardiographic (TTDE) method for longitudinal monitoring of the changes in CFR, as measured from coronary artery in mice, under the experimental pressure overload of aortic banding.

Valutazione Ecografia base di coronaropatia Flow e flusso coronarico Reserve Utilizzando la pressione Sovraccarico modello nei topi

Transthoracic Doppler echocardiography (TTDE) is a clinically useful, noninvasive tool for studying coronary artery flow velocity and coronary flow ...

Cardiac Magnetic Resonance Imaging at 7 Tesla

CMR at an ultra-high field (magnetic field strength B0&#160;&#8805; 7 Tesla) benefits from the signal-to-noise ratio (SNR) advantage inherent at higher magnetic field strengths and potentially provides improved signal contrast and spatial resolution. While promising results have been achieved, ultra-high field CMR is challenging due to energy deposition constraints and physical phenomena such as transmission field non-uniformities and magnetic field inhomogeneities. In addition, the magneto-hydrodynamic effect renders the synchronization of the data acquisition with the cardiac motion difficult. The challenges are currently addressed by explorations into novel magnetic resonance technology. If all impediments can be overcome, ultra-high field CMR may generate new opportunities for functional CMR, myocardial tissue characterization, microstructure imaging or metabolic imaging. Recognizing this potential, we show that multi-channel radio frequency (RF) coil technology tailored for CMR at 7 Tesla together with higher order B0 shimming and a backup signal for cardiac triggering facilitates high fidelity functional CMR. With the proposed setup, cardiac chamber quantification can be accomplished in examination times similar to those achieved at lower field strengths. To share this experience and to support the dissemination of this expertise, this work describes our setup and protocol tailored for functional CMR at 7 Tesla.

The sensitivity gain inherent to ultrahigh field magnetic resonance holds promise for high spatial resolution imaging of the heart. Here, we describe a protocol customized for functional cardiovascular magnetic resonance (CMR) at 7 Tesla using an advanced multi-channel radio-frequency coil, magnetic field shimming and a triggering concept.

Risonanza magnetica cardiaca a 7 Tesla

CMR at an ultra-high field (magnetic field strength B0&#160;&#8805; 7 Tesla) benefits from the signal-to-noise ratio (SNR) advantage inherent at higher ...

Real-time Pressure-volume Analysis of Acute Myocardial Infarction in Mice

Acute myocardial infarction can lead to acute heart failure and cardiogenic shock. The evaluation of hemodynamics is critical for the evaluation of any potential therapeutic approach directed against acute left ventricular (LV) dysfunction. Current imaging modalities (e.g., echocardiography and magnetic resonance imaging) have several limitations since data on LV pressure cannot directly be measured. LV catheterization in mice undergoing coronary artery occlusion could serve as a novel method for a real-time evaluation of LV function.
At the beginning of the procedure, mice were anesthetized followed by endotracheal intubation. For LV catheterization, the right carotid artery was exposed via middle-neck incision. The catheter was introduced and placed into the LV cavity. Left thoracotomy was conducted and the left main coronary artery (LCA) was ligated. To induce reperfusion, the suture was released after 45 min. Pressure-volume data was recorded at all times.
Ligation of the LCA caused a decrease in LV systolic function as evidenced by a 30% reduction in stroke volume, LV ejection fraction (EF), and cardiac output. Maximum dP/dt as a parameter for LV contractility was also significantly reduced and diastolic function was severely impaired (minimum dP/dt -40%). Reperfusion over a period of 20 min did not lead to a complete recovery of LV function.
Real-time pressure-volume analysis served as a valid procedure for monitoring cardiac function during acute myocardial infarction in mice. Maintaining stable anesthesia and a standardized surgical approach was crucial to ensure valid results. As the early phase of acute myocardial infarction is critical for morbidity and mortality, the delineated method could be beneficial for preclinical evaluation of new strategies for cardioprotection.

Acute myocardial infarction in mice induces acute but incompletely characterized changes in left ventricular (LV) function. LV catheterization in mice undergoing coronary artery occlusion serves as a novel method for a real-time evaluation of LV function.

Analisi in tempo reale pressione-volume di infarto miocardico acuto nei topi

Acute myocardial infarction can lead to acute heart failure and cardiogenic shock. The evaluation of hemodynamics is critical for the evaluation of any ...

Combining Volumetric Capnography And Barometric Plethysmography To Measure The Lung Structure-function Relationship

Tools to measure lung and airways volume are critical for pulmonary researchers interested in evaluating the impact of disease or novel therapies on the lung. Barometric plethysmography is a classic technique to evaluate the lung volume with a long history of clinical use. Volumetric capnography utilizes the profile of exhaled carbon dioxide to determine the volume of the conducting airways, or dead space, and provides an index of airways homogeneity. These techniques may be used independently, or in combination to evaluate the dependence of airways volume and homogeneity on lung volume. This paper provides detailed technical instructions to replicate these techniques and our representative data demonstrates that the airways volume and homogeneity are highly correlated to lung volume. We also provide a macro for the analysis of capnographic data, which can be modified or adapted to fit different experimental designs. The advantage of these measures is that their advantages and limitations are supported by decades of experimental data, and they can be made repeatedly in the same subject without expensive imaging equipment or technically advanced analysis algorithms. These methods may be particularly useful for investigators interested in perturbations that change both the functional residual capacity of the lung and airways volume.

Here, we describe two measures of pulmonary function &#8211; barometric plethysmography, which allows the measurement of lung volume, and volumetric capnography, a tool to measure the anatomic dead space and airways uniformity. These techniques may be used independently or combined to assess airways function at different lung volumes.

Che unisce la capnografia volumetrica e pletismografia barometrica per misurare la relazione struttura-funzione di polmone

Tools to measure lung and airways volume are critical for pulmonary researchers interested in evaluating the impact of disease or novel therapies on the ...

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

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

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

Valutazione biventricolare della funzione cardiaca e delle anse pressione-volume mediante cateterismo a torace chiuso nei topi

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

Cardiac Response to &#946;-Adrenergic Stimulation Determined by Pressure-Volume Loop Analysis

Determination of the cardiac function is a robust endpoint analysis in animal models of cardiovascular diseases in order to characterize effects of specific treatments on the heart. Due to the feasibility of genetic manipulations the mouse has become the most common mammalian animal model to study cardiac function and to search for new potential therapeutic targets. Here we describe a protocol to determine cardiac function&#160;in vivo using pressure-volume loop measurements and analysis during basal conditions and under &#946;-adrenergic stimulation by intravenous infusion of increasing concentrations of isoproterenol. We provide a refined protocol including ventilation support taking into account the positive end-expiratory pressure to ameliorate negative effects during open-chest measurements, and potent analgesia (Buprenorphine) to avoid uncontrollable myocardial stress evoked by pain during the procedure. All together the detailed description of the procedure and discussion about possible pitfalls enables highly standardized and reproducible pressure-volume loop analysis, reducing the exclusion of animals from the experimental cohort by preventing possible methodological bias.

Cardiac Response to &amp;#946;-Adrenergic Stimulation Determined by Pressure-Volume Loop Analysis

Here we describe a cardiac pressure-volume loop analysis under increasing doses of intravenously infused isoproterenol to determine the intrinsic cardiac function and the &#946;-adrenergic reserve in mice. We use a modified open-chest approach for the pressure-volume loop measurements, in which we include ventilation with positive end-expiratory pressure.

Risposta cardiaca alla stimolazione β-adrenergica determinata dall'analisi del ciclo pressione-volume

Determination of the cardiac function is a robust endpoint analysis in animal models of cardiovascular diseases in order to characterize effects of ...

Functional Assessment of the Donor Heart During Ex Situ Perfusion: Insights from Pressure-Volume Loops and Surface Echocardiography

Heart transplantation remains the gold standard treatment for advanced heart failure. However, the current critical organ shortage has resulted in the allocation of a growing number of donor hearts with extended criteria. These marginal grafts are associated with a high risk of primary graft failure and may benefit from ex situ perfusion before transplant. This technology allows for extended organ preservation using warm oxygenated blood perfusion with continuous metabolic monitoring. The only NESP device currently available for clinical practice perfuses the organ in an unloaded non-working state, which does not allow for functional assessment of the beating heart. We therefore developed an original platform of NESP in working mode conditions with adjustment of left ventricular preload and afterload. This protocol was applied in porcine hearts. Ex situ functional assessment of the heart was achieved with intracardiac conductance catheterization and surface echocardiography. Along with a description of the experimental protocol, we herein report the main results, as well as pearls and pitfalls associated with the acquisition of pressure-volume loops and myocardial power during NESP. Correlations between hemodynamic findings and ultrasound variables are of major interest, especially for further rehabilitation of donor hearts before transplantation. This protocol aims to improve the assessment of donor hearts to both increase the donor pool and reduce the incidence of primary graft failure.

Functional Assessment of the Donor Heart During Ex Situ Perfusion: Insights from Pressure-Volume Loops and Surface Echocardiography

A reliable noninvasive approach for functional assessment of the donor heart during normothermic ex situ heart perfusion (NESP) is lacking. We herein describe a protocol for ex situ assessment of myocardial performance using the epicardial echocardiography and conductance catheter method.

Valutazione funzionale del cuore del donatore durante la perfusione ex situ : approfondimenti dai loop pressione-volume e dall'ecocardiografia di superficie

Heart transplantation remains the gold standard treatment for advanced heart failure. However, the current critical organ shortage has resulted in the ...