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Method Article
* これらの著者は同等に貢献しました
心電図(ECG)は、心臓電気生理学を理解するための重要な変数です。運動には有益な効果がありますが、心血管疾患の状況では有害である可能性もあります。この原稿は、運動中のリアルタイムECGを記録する方法を提供し、マウスの心臓電気生理学への影響を調査するのに役立ちます。
定期的な運動は心臓血管の健康に大きく貢献し、さまざまな代謝および電気生理学的プロセスに影響を与えます。ただし、遺伝性不整脈症候群などの特定の心臓病、たとえば不整脈性心筋症(ACM)や心筋炎では、身体運動が心臓に悪影響を及ぼし、不整脈誘発性の基質産生を引き起こす可能性があります。.現在、運動に関連する不整脈誘発性リモデリングの根底にある分子メカニズムはほとんど不明であるため、運動の頻度、期間、および強度が疾患の状況で安全であると考えられるかどうかは不明です。
提案手法は,トレッドミルトレーニングと心電図のリアルタイムモニタリングを組み合わせることにより,身体運動の不整脈促進性/抗不整脈性効果を研究することを可能にする.埋め込み型テレメトリデバイスは、安静時とトレッドミルトレーニング中の両方で最大3か月間、自由に動くマウスのECGを継続的に記録するために使用されます。分析モジュールを備えたデータ収集ソフトウェアは、トレーニング中およびトレーニング後の心拍数、P波持続時間、PR間隔、QRS間隔、安静時のQT時間などの基本的なECGパラメータを分析するために使用されます。さらに、心拍変動(HRV)パラメータと不整脈の発生が評価されます。簡単に言えば、この原稿は、マウスモデルにおける潜在的な不整脈誘発性リモデリングを含む、心臓電気生理学に対する運動誘発効果を実験的に調査するための段階的なアプローチを説明しています。
定期的な身体活動は健康的な生活にとって重要です。ただし、特定の心血管疾患は、この常識的な合意が少なくとも疑わしい状況につながります。心筋炎の患者では、現在のデータは運動の悪影響さえ示しているため、これらの患者では一定期間すべての運動を一時停止することが推奨されます1,2,3。遺伝性不整脈症候群などの他の心血管疾患(CVD)では、適切な運動レベルに関するエビデンスが比較的少なく4,5,6,7、これらの症例の臨床カウンセリングは、主に若くて身体的に活動的な患者に対して非常に困難になっています。
収縮性の低下と心不全につながる有害なリモデリングと、不整脈と心臓突然死につながる不整脈誘発性リモデリングが、心臓への運動関連の有害な影響の特徴として示唆されています8。多くの研究は、さまざまな疾患の広い範囲にわたって中程度の運動の有益な効果を示しています9,10。しかし、広範なトレーニングは心臓に有害な影響を及ぼし、特に健康なアスリートの不整脈につながる可能性があります11。マラソンランナー12で実証されているように、脆弱な不整脈基質産生につながる構造リモデリングプロセスがこのパラドックス状況の根底にある可能性がありますが、健康な人と心血管疾患の患者の両方における運動関連の有害なリモデリングの特定のメカニズムはほとんど不明のままです。
動物、特にマウスにおいて、広範囲の心血管疾患を模倣するためにいくつかの適切なモデルが開発されている13、14。また、マウス15、16、17では、電動トレッドミルトレーニング、自主ホイールランニング(VWR)、水泳17、18など、さまざまな運動モデルとトレーニングプロトコルが確立されています。ECGモニタリングによる心臓電気生理学の評価は、古典的には、動物とある種の検出装置との間の直接的な伝導接続に依存する。したがって、例えば、鋭利な電極19を使用してECG記録を得るために動物を麻酔する必要があるか、または動物を拘束具20によって固定化する必要があるか、または、例えば、足電極21または導電性プラットフォーム22を使用する場合、基本的な分析のみを可能にする場合、モーションアーチファクトのためにデータ品質が低下する。したがって、上記のアプローチのいずれもトレーニングプロトコルと互換性がなく、その結果、マウスの有害なリモデリングにつながる運動関連のメカニズムに関する研究を妨げます。埋め込み型テレメトリデバイスはこれらのハードルを克服することができ、今日では、意識のある動物や動いている動物でin vivoでマウスの電気生理学を評価するための最も強力なツールであり、ゴールドスタンダードです23,24。現在の遠隔測定ハードウェアソリューションは、ケージ内のマウスを監視するために開発されており25、26、一般に、データ収集のためにレシーバーをケージの下に配置する必要があり、したがって、これらの状況外でのリアルタイムモニタリングを困難にする。ここでは、埋め込み型テレメトリデバイスを使用したマウスのトレッドミルトレーニング中のリアルタイムECG記録により、心臓電気生理学と不整脈形成に対する運動の影響を調べるアプローチを提供します。得られた全てのパラメータは、Tomsitsらによって前述されたように分析された23。
すべての動物の手順は、ミュンヘン大学の動物管理および倫理委員会のガイドラインに従って実施され、すべての手順はドイツのミュンヘンにあるバイエルン州政府によって承認されました(ROB-55.2-2532.Vet_02-16-200)。この研究では、4匹の雄の野生型社内飼育C57BL / 6Nマウスを使用しました。
1.送信機の準備と外科的移植
注:トランスミッタの調製と移植の詳細なプロトコルについては、McCauleyら26を参照してください。
2. データ取得
3.データ分析
注:個々の研究目的に応じて、さまざまなパラメータを取得して分析することができます。このプロトコルは2つの側面に焦点を当てています:Tomsits etal.23によって以前に記述されたアプローチを使用したトレーニング前、トレーニング中、およびトレーニング後の定量的ECG特性と不整脈の発生の分析。心拍変動(HRV)の分析27。
個々の研究目的に応じて、得られたテレメトリデータのその後の分析は大きく異なります。ここでは、トレーニング期間中に記録された高品質のデータを取得することにより、この方法の実現可能性を実証し、トレーニング前、トレーニング中、トレーニング後のECGおよび心拍変動分析の例示的な結果を提供します。データは平均±平均標準誤差(SEM)として提示され、すべての統計分析は適切...
現在のガイドラインでは、心血管危険因子の重要な修飾因子であることが実証されているため、定期的な身体活動を推奨しています30。中程度の身体活動が一次予防と二次予防の両方で心房細動(AF)を予防する可能性があるという証拠も増えています31,32,33。それどころか、マラソンランナーなどの持久力?...
著者は開示するものは何もありません。
この研究は、ドイツ研究財団(DFG;血管医学の臨床医科学者プログラム(PRIME)、MA 2186 / 14-1からP.トムシッツ)、ドイツ心臓血管研究センター(DZHK; 81X2600255からS.クラウス)、コロナ財団(S199 / 10079/2019からS.クラウス)、および心血管疾患に関するERA-NET(ERA-CVD; 01KL1910からS.クラウス)。資金提供者は原稿の準備に何の役割も果たしていませんでした。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
14-gauge needle | Sterican | 584125 | |
Any mouse | e.g. Jackson Laboratories | ||
Bepanthen | Bayer | 1578675 | |
Carprofen 0.005 mg/µL | Zoetis | 53716-49-7 | |
Data Exchange Matrix 2.0 (MX2) | Data Science International | Manages communication between PhysioTel and PhysioTel HD telemetry implants and the acquisition computer. | |
Enrofloxacin 25 mg/ml | Baytril | 400614.00.00 | |
Fentanyl 0.5 mg/10 mL | Braun Melsungen | ||
Fine forceps | Fine Science Tools | 11295-51 | |
Five Lane Treadmill for Mouse | Panlab - Harvard Apparatus | 76-0896 | Includes treadmill unit, touchscreen control unit, a sponge , and cables |
Iris scissors | Fine Science Tools | 14084-08 | |
Isoflurane 1 mL/mL | Cp-Pharma | 31303 | |
Isoflurane vaporizer system | Hugo Sachs Elektronik | 34-0458, 34-1030, 73-4911, 34-0415, 73-4910 | Includes an induction chamber, a gas evacuation unit and charcoal filters |
LabChart Pro 8.1.16 | ADInstruments | ||
Magnet | Data Science International | ||
Modified Bain circuit | Hugo Sachs Elektronik | 73-4860 | Includes an anesthesia mask for mice |
Modular connectors | Data Science International | Connecting cables between Reciever, Signal Interface and Matrix 2.0 (MX2) | |
Novafil s 5-0 | Medtrocin/Covidien | 88864555-23 | |
Octal BioAmp | ADInstruments | FE238-0239 | Amplifier for recording Surface ECG |
Octenisept | Schülke | 121418 | |
Oxygen 5 L | Linde | 2020175 | Includes a pressure regulator |
PhysioTel ETA-F10 transmitter | Data Science International | ||
PhysioTel receiver RPC-1 | Data Science International | Signal reciever | |
Ponemah 6.42 | Data Science International | ECG Analysis Software | |
Powerlab | ADInstruments | 3516-1277 | Suface ECG Acquisition hardware device. Includes ECG electrode leads |
Prism 8.0.1 | Graph Pad | ||
Radio Device (Sony AF/AM) | Sony | ||
Signal Interface | Data Science International | Acquires and synchronizes digital signals with telemetry data in Ponemah v6.x. | |
Spring scissors | Fine Science Tools | 91500-09 | |
Surgical platform | Kent Scientific | SURGI-M | |
Tergazyme 1% | Alconox | 13051.0 | Commercial cleaning solution |
Tweezers | Kent Scientific | INS600098-2 |
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