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

注：この動物プロトコルは、オハイオ州立大学の施設内動物管理使用委員会（IACUC）によって承認されました。この手順では、頸動脈の内径は、カテーテルを挿入するのに十分な大きさである、任意のマウスに使用することができます。 16グラム（〜2カ月以上経過）を超えているマウスを使用してください。 1.カテーテルのためにマウスを準備<ol><li>滅菌袋にすべての手術器具や消耗品を密封します。オートクレーブ機で袋を滅菌します。手順を通して無菌領域を維持し、滅菌手袋を着用してください。 </li><li>腹腔内注射によりケタミン（55 mgの/ kg）をプラスキシラジン（15ミリグラム/ kg）でマウスを麻酔。 注：全体の手順は、様々な心拍数で両方の圧力/体積を測定し、ESPRV未満20分かかります。追加の時間（ すなわち 、30分以上）が必要な場合、麻酔のさらなる¼用量ごとに30分を与えます。 </li><li>前方Rに髪を削除脱毛ローション（ 例えば 、Nairさん）を使用して、首と胸の領域のegionと発泡プラットフォームにマウスの四肢をテープで固定します。つま先のピンチによって深麻酔の状態を確認してください。 </li><li>体温（37±1℃）を監視するために、直腸プローブを挿入し、（外科用ドレープとプラットフォームとの間に位置する）、熱調節加熱パッドを使用して維持します。 </li><li> 4-0縫合糸（約10センチ）の長さを用意してください。プラットフォームにループ上顎切歯の周りに縫合糸とテープ。これは首をまっすぐに維持します。 </li><li>ベタジンおよび75％アルコールで3回領域をスワブにより手術領域を滅菌します。 </li></ol> 2.カテーテル<ol><li>湿った生物学的環境のために、圧力センサダイアフラムを順応させ、圧力信号のドリフトを防止するために、（製造業者の指示に従って）使用前および負の少なくとも30分間、食塩水または蒸留水（37℃）でチップを予備浸漬することによってカテーテルを準備します圧力記録。 </li><li>前頸部における下顎と胸骨の間の長手方向0.8センチメートル切開を行います。細かいハサミで、stemohyoideus筋の下にあり、気管を露出させるために、皮膚、筋肉、結合組織を分離します。 </li><li>右頸動脈を露出するように湾曲した鉗子で気管の右側に脂肪と筋肉組織を分離します。 注：頸動脈は首の前方領域で最大の動脈で、鮮血が含まれていて、拍動です。頸動脈と平行に走る頸静脈と混同しないでください。頚静脈は暗赤色と非拍動です。また、頸動脈の単離の間に、ユーザが迷走神経を損傷することはないに注意する必要があります。 </li><li>湾曲鉗子で右頚動脈から脂肪を除去します。この運用手法を妨げます血管の分岐が存在する場合は、頸動脈を解離するためにボビー焼灼でそれらをカット。湾曲したピンセットを用いて頸動脈の下で可能な限り組織の多くを分離します。 </li><li> 2 5センチメートル6-0絹糸をカットします。右頸動脈の下に各絹糸を渡します。 </li><li>動脈の遠位部に近い近位部および他の近くに位置つのスレッド。先端部でのスレッドでタイトな結び目を作る、と近位部にスレッド上で緩い結び目を作ります。 </li><li>小さな止血剤、血管クランプを使用して、動脈の近位部をクランプすることによって血流を遮断（近位のスレッド下記のクランプを置きます）。動脈の密封された領域は、血液が、それは簡単なステップ2.8を実行することで満たされます。 </li><li> 26 G針を持つ2つのスレッド（ただし、遠位スレッドに近い）との間の右頸動脈に小さな穴を穿刺。頸動脈にカテーテルを挿入します。わずかな場所に保つためにカテーテルに頸動脈の近位部に緩い結び目を締めます。 注：使用しては針穿刺が好ましい比較はさみ切開します。最初の動脈の遠位部にタイトな結び目を作る、その後、近位部をクランプすることにより、動脈が完全に血液で満たされます。これは、血管を通って突くすることが非常に容易になります。また、注射針（26 G）の大きさがうまくカテーテルのサイズに合う穴動脈を穿刺。はさみ切開法を用いる場合には、切開の大きさを制御することはより困難でした。しかし、選択された方法は、外科医がでより快適に感じる1に依存する必要があります。 </li><li>ステップ3のように圧力信号の記録を開始。 </li><li>止血クランプを緩め、左心室に前進カテーテルを挿入し続けます。いくつかの抵抗を経験している場合は、カテーテルを進めた場合に、ゆっくりと引いて、再び前進してみてください。 〜18〜25グラムの重さのマウスの場合は、挿入されたカテーテルの推定長さが18ミリメートルです。 NOTE：動脈圧信号は、70〜120ミリメートル水銀から変動します。 Tかつて彼カテーテルは、左心室の圧力信号の変化の形であり、圧力は、0から（ 図1に示す）120 mmHgまで変動します。心機能は、カテーテルを挿入した後、2〜3分以内に安定します。 </li><li>連続体温、麻酔レベル、および呼吸数を監視します。 </li></ol> 3.データ集録<ol><li> LabChartPro 7ソフトウェア（または類似のソフトウェア）を使用します。 PVループLabChartモジュールのワークフローオプションを使用します。このモジュールを使用して、圧力およびボリュームループのデフォルト設定を選択します。 </li><li>セットアップ3つのチャネル：圧力のための1つのチャンネル、ボリュームごとに1つのチャネル、および心拍数のための1つのチャネルを。 0〜150ミリメートルHgの、それぞれ0〜100μLおよび0〜800拍/分、上記のようにパラメータの設定スケールの範囲です。 </li><li>を押して、レコードのキーを起動します。 </li></ol> 4.バウディッチ効果<ol><li>胸骨柄に前胸部領域並列に1cmの切開を行います。筋肉とEXPの層をカットはさみを使用して肋間OSE。 </li><li> 、2 Vの電圧を2ミリ秒の持続時間、およびリピートモードを有効にします。正方形のパルス刺激を使用して、次のパラメータを設定します。 </li><li>ピンセットで負極を持ち、心臓の先端領域に第四肋間を介して挿入します。ピンセットで正極を持ち、心臓の右心房の領域への第2肋間腔を介して挿入します。 </li><li>刺激をオンにして、10ヘルツ（600拍/分）までの4ヘルツ（240拍/分）から心臓をペーシングするために周波数を変更してください。新しい各心拍において、データ収集の前に1分間、心臓を刺激します。 </li></ol> 5. ESPVRとPRSWの生成<ol><li>はさみで腹部領域における胸骨柄に垂直に皮膚や筋肉組織を切断。 enterocoeliaを開き、肝臓を露出させます。 </li><li>金属トラクションを使用してヘッドに向かって弓costarumをドラッグします。 </li><li>ゆっくりと下方に肝臓をプッシュ綿棒。胸腔に影響を与えるためにあまりにも多くをプッシュしないように注意してください。これは、心臓の機能を変更します。 </li><li>肝上下大静脈（IVC）を露出するようにはさみで肝臓の鎌状靭帯を切りました。 </li><li>急速に右心房への血液の戻りをブロックするために5秒間IVCを圧迫する湾曲したピンセットを使用してください。左心室圧と容積は、心臓に減少流入に分類されます。これらの値を生成する際に、60ミリメートルHgの下のループを使用しないでください。 60ミリメートルHgのは、収縮期血圧に関連してあります。 注：これはかなり冠動脈灌流を減少させ、収縮に影響を与える灌流圧の有意な低下の原因となりますので、この値は、60ミリメートルHgで設定されています。 </li></ol>前記体積較正<ol><li>腹腔内注射によって（通常の生理食塩水で希釈）5,000ヘパリン溶液：1 0.1 mlのマウスをヘパリンで治療します。 </li><li>頸動脈からカテーテルを取り外します。カテーテルは、FRを引くと頸動脈OM、ヘパリン添加血液は、カテーテルが挿入された穴から浸透します。 </li><li> 1mlシリンジを使用してボリュームキャリブレーションのために、この血液を収集します。キャリブレーションキュベット中で各ウェルを埋めます。 </li><li>失血を経由して、マウスを安楽死させるために、心臓を削除します。 </li><li>各ウェル内のカテーテルの位置を調整し、安定相対体積単位（RVU）の値を取得します。各ウェルからの各種標準ボリュームとRVUの値を使用して標準曲線を生成します。 </li><li> μlに記録されたRVUを変換します。 </li></ol> 7.データ処理<ol><li>ボーディッチ効果を調べるために、それぞれの心拍数から定常状態の圧力/容積トレースを選択します。データを取得するために、ベースラインの分析をクリックします。 </li><li> ESPVRとPRSWデータの場合、最初の〜15の圧力/容積トレースを選択し、ESPVR（拡張末期容積でLVによって開発された圧力の傾き）とPRSW（ストローク作業の線形回帰を生成するために、ソフトウェアで閉塞分析]をクリックします拡張末期とボリューム）斜面。 </li><li>ループの形状に注意を払います。ループがない、角度点やひねりで閉じていることを確認してください。これは、不適切なカテーテル留置又は過剰ノイズのサインです。定期的に適切な圧力とボリュームデータが生成されていることを確認するために実験中のループを確認してください。 </li></ol>

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	<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>

There are no competing financial interests.

収縮性の信頼性の高い測定値を取得するには、この技術のための重要なステップは、LVに適切なカテーテル留置あります。カテーテルが正しく配置されていない場合、LVが壁を収縮する際、不規則な形状のPVループを引き起こして非常に高く、かつ生理的ではない、圧力値が得られたカテーテルに接触することができます。必要に応じて、カテーテルが正しい配置を達成するように回転させる?...

心臓の目的は、生物の代謝要求を満たすために、体全体に血液をポンピングすることです。これらの要求は常に（運動中など 、）変動しているため、心臓は（ すなわち 、心拍出量を増加させる）適応しなければなりません。心はこの偉業を達成するために、多数の経路を考案しました。心臓がこれを達成プライム方法は、心拍数の増加（ すなわち 、バウディッチ効果）1を介してです。つまり、自分の心拍数が増加すると、これは、収縮性の増加および心拍出量の増加をもたらす、あります。したがって、心機能は、心拍数時極めて依存しています。残念ながら、心疾患（ 例えば 、心筋梗塞、肥大など ）、心臓が、その結果、身体の代謝要求を満たすことができなくなるの貧しい心機能をもたらします。心臓病は、西洋社会における罹患率および死亡率の主な原因です。多くのヒトcardiomyを再現動物モデルopathies分子メカニズムを研究し、潜在的な治療法を試験するために使用されます。治療が生存することができる場合は、これらのメカニズムを識別し、決定するために、研究者らは、in vivoでの心機能を評価する必要があります。 しかし、これらのパラメータは後負荷、予圧、および心拍数に大きく依存している日常的駆出率を測定するin vivoでの心機能を評価するためのいくつかの方法（ 例えば 、心エコー検査、MRI など ）、短縮率、心拍出量、 等があります収縮2に加えて。収縮性を測定することは、その天然の環境の中で心の固有の特性を理解することが不可欠です。圧力の開発の最大（DP / dtの最大 ）率は歩近づく収縮性を理解するために私たちをもたらします。残念ながら、DP / dtはまた、心拍数と負荷条件3に依存しています。したがって、技術は、ベルを参照して、負荷（および心拍数を測定するために開発されていますOW）心筋収縮の独立した指標（ すなわち 、収縮末期圧容積関係（ESPVR）とプリロード補充可能なストロークワーク（PRSW））4-6。 ESPVRは、任意のLV容積で心室によって開発することができる最大の圧力を説明しています。 ESPVRの勾配は収縮末期エラスタンス（Eesの）を表します。 PRSWは拡張末期容積とストローク作業（PVループで囲まれた領域）の線形回帰です。これらの手順は、駆出率、心拍出量、およびストローク量などの血行動態パラメータと比較して、収縮性のより正確かつ精密な測定です。 ESPVRとPRSWは下大静脈（IVC）の一時的な遮断を介して得ることができます。 IVCをブロッキング心臓機能に胸腔内圧の変化の影響を避けるために、閉じた胸を行うことができます。 増加の心拍数も収縮と弛緩1を高めます。このように、エクスペリ間に心臓機能を比較した場合L基（ 例えば 、±DP / dt）が、心拍数は、同様にする必要があります。しかし、同様の心拍数は、通常、様々な条件（疾患、研究介入など ）にそれぞれの動物では発生しません。それは、（注射用および吸入）麻酔は心拍数を低下させることに留意すべきです。心拍数が収縮性の主要な決定因子であるように、麻酔がかなり収縮に影響を与えます。このような理由から、私たちは私たちの手順を説明しています。さらに、多くの心筋症の特徴は減少収縮リザーブ（ すなわち 、減少バウディッチ効果）です。したがって、心機能は、心拍数の範囲にわたって測定されるべきです。ここでは、これらの効果を達成するために、（閉じた胸に）刺激を使用する方法について説明します。 心拍数に加えて、一酸化窒素（NO）は、収縮7の重要な調節因子です。 NOは、NOシンターゼ（NOS）と呼ばない酵素によって生成されます。我々と他の人は、神経NOS（NOS1のノックアウトでそのマウスを示しました<s- / - &gt;アップ）筋細胞の収縮およびin vivo心血行動態8,9 に鈍化しています。このマウスは、様々な心拍数で行うLV圧力/容積解析手順により、左心室の収縮性の測定値を示すために使用されます。

<table><tbody><tr><td>Xlyzine 100&amp;nbsp;mg/ml</td><td>Ana Sed</td><td>4821</td><td></td></tr><tr><td>Katamin 50&amp;nbsp;mg/ml</td><td>Ketalar</td><td>310006</td><td></td></tr><tr><td>Heparin</td><td>APP Pharmaceuticals</td><td>6003922</td><td></td></tr><tr><td>4-0 silk thread</td><td>Surgical specialties</td><td>SP102</td><td></td></tr><tr><td>6-0 silk thread</td><td>Surgical specialties</td><td>MBKF270</td><td></td></tr><tr><td>Forceps</td><td>Fine Science Tools</td><td>11251-10</td><td></td></tr><tr><td>Curve forceps</td><td>Fine Science Tools</td><td>11274-20</td><td></td></tr><tr><td>Scissors</td><td>Fine Science Tools</td><td>14090-09</td><td></td></tr><tr><td>Vascular clamp</td><td>Fine Science Tools</td><td>18555-03</td><td></td></tr><tr><td>Microscope</td><td>World precision instruments</td><td>PZM-3</td><td></td></tr><tr><td>Pressure catheter</td><td>Millar instruments</td><td>SPR-839</td><td></td></tr><tr><td>Pressure and volume system</td><td>Millar instruments</td><td>MPVS-300</td><td></td></tr><tr><td>PowerLab4/35</td><td>AD instruments</td><td>N12128</td><td></td></tr><tr><td>LabchartPro 7</td><td>AD instruments</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Temperature controller</td><td>CWE</td><td>TC-1000</td><td></td></tr><tr><td>Stimulator</td><td>Grass</td><td>SD-5</td><td></td></tr><tr><td>Sterile glove</td><td>Micro-Touch</td><td>1305018821</td><td></td></tr><tr><td>Hair remover lotion</td><td>Nair</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Betadine surgical scrub</td><td>Veterinary</td><td>NDC 6761815401</td><td></td></tr><tr><td>Alcohol</td><td>Decon Laboratories</td><td>2801</td><td></td></tr><tr><td>Bovie cautery</td><td>Bovie</td><td>AA29</td><td></td></tr><tr><td>1&amp;nbsp;ml Syringe (26&amp;nbsp;G needle)</td><td>BD</td><td>8017299</td><td></td></tr></tbody></table>

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

人間の心臓障害を模倣する動物モデルは、潜在的な治療戦略をテストするために作成されています。これらの戦略を評価する重要なコンポーネントは、心機能に及ぼす影響を検討することです。 in vivoでの心臓力学（ 例えば 、心エコー検査、圧力/容積関係など ） を測定するためのいくつかの技術があります。心エコー検査と比較して、カテーテルを介してリアルタイム左心室（LV）の圧力/容積分析は、LV機能を評価する際に、より正確で洞察力です。また、LV圧/ボリューム分析を瞬時に収縮（ 例えば 、βアドレナリン刺激）および病理学的侮辱（ 例えば 、虚血/再灌流傷害）の操作中に変更を記録する機能を提供します。最大に加えて（+ DP / DT）と最小（-dP / dt）はLVの圧力変化の速度、いくつかの負荷に依存しないインデックスを介してLV機能の正確な評価（ 例えば 、収縮末期圧体積関係と予圧補充可能なストローク作業）を得ることができます。心拍数は、心拍数の増加が心拍出量（ すなわち 、バウディッチ効果）を高めるための主要なメカニズムであるように、LV収縮性に大きな影響を与えます。実験群間の血行動態を比較した場合従って、それは同様の心拍数を有することが必要です。さらに、多くの心筋症のモデルの特徴は（ すなわち 、バウディッチ効果を減少させた）収縮準備金の減少です。したがって、重要な情報は、収縮性に心拍数を増加させる効果を決定することによって得ることができます。我々のその他のデータは、神経型一酸化窒素シンターゼ（NOS1）ノックアウトマウスは、収縮を減少させたことを実証しました。ここでは、NOS1ノックアウトマウスモデルを使用して、心拍数の増加に伴ってLV圧力/体積を測定する手順を説明します。

左心室へのカテーテルの適切な挿入は、適切な圧力と体積の値を達成するための重要なステップです。カテーテルが心室に動脈からにつれてプロLabChart 7を用いて、 図1に示すように、圧力波形（形状および値）の変化です。 左心室へのカテーテルの適切な挿入後、圧力（P）および容積（V）を、PVループを生成するために使用され得られた値は、（ 図2<...

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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.

ボーディッチ影響を調べる：圧力体積関係を測定するために、マウスにおける心臓カテーテル検査

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 ビュー.  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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Permanent Ligation of the Left Anterior Descending Coronary Artery in Mice: A Model of Post-myocardial Infarction Remodelling and Heart Failure

Heart failure is a syndrome in which the heart fails to pump blood at a rate commensurate with cellular oxygen requirements at rest or during stress. It is characterized by fluid retention, shortness of breath, and fatigue, in particular on exertion. Heart failure is a growing public health problem, the leading cause of hospitalization, and a major cause of mortality. Ischemic heart disease is the main cause of heart failure.
Ventricular remodelling refers to changes in structure, size, and shape of the left ventricle. This architectural remodelling of the left ventricle is induced by injury (e.g., myocardial infarction), by pressure overload (e.g., systemic arterial hypertension or aortic stenosis), or by volume overload. Since ventricular remodelling affects wall stress, it has a profound impact on cardiac function and on the development of heart failure. A model of permanent ligation of the left anterior descending coronary artery in mice is used to investigate ventricular remodelling and cardiac function post-myocardial infarction. This model is fundamentally different in terms of objectives and pathophysiological relevance compared to the model of transient ligation of the left anterior descending coronary artery. In this latter model of ischemia/reperfusion injury, the initial extent of the infarct may be modulated by factors that affect myocardial salvage following reperfusion. In contrast, the infarct area at 24 hr after permanent ligation of the left anterior descending coronary artery is fixed. Cardiac function in this model will be affected by 1) the process of infarct expansion, infarct healing, and scar formation; and 2) the concomitant development of left ventricular dilatation, cardiac hypertrophy, and ventricular remodelling.
Besides the model of permanent ligation of the left anterior descending coronary artery, the technique of invasive hemodynamic measurements in mice is presented in detail.

Heart failure is the leading cause of hospitalization and a major cause of mortality. A model of permanent ligation of the left anterior descending coronary artery in mice is applied to investigate ventricular remodelling and cardiac dysfunction post-myocardial infarction. The technique of invasive hemodynamic measurements in mice is presented.

マウスの左前下冠動脈の動脈の常設ライゲーション：心筋梗塞後のリモデリングおよび心不全のモデル

Heart failure is a syndrome in which the heart fails to pump blood at a rate commensurate with cellular oxygen requirements at rest or during stress. It ...

医学

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.

マウスにおける急性心筋梗塞のリアルタイム圧解析

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

Invasive Hemodynamic Assessment for the Right Ventricular System and Hypoxia-Induced Pulmonary Arterial Hypertension in Mice

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a chronic and severe cardiopulmonary disorder. Mice are a popular animal model used to mimic this disease. However, the evaluation of right ventricular pressure (RVP) and pulmonary artery pressure (PAP) remains technically challenging in mice. RVP and PAP are more difficult to measure than left ventricular pressure because of the anatomical differences between the left and right heart systems. In this paper, we describe a stable right heart hemodynamic measurement method and its validation using healthy and PAH mice. This method is based on open-chest surgery and mechanical ventilation support. It is a complicated procedure compared to closed chest procedures. While a well-trained surgeon is required for this surgery, the advantage of this procedure is that it can generate both RVP and PAP parameters at the same time, so it is a preferable procedure for the evaluation of PAH models.

Here, we present a protocol to perform an invasive hemodynamic assessment of the right ventricle and pulmonary artery in mice using an open-chest surgery approach.

マウスにおける右心室系と低酸素誘発性肺動脈高血圧に対する侵襲的血行力学的評価

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a chronic and severe cardiopulmonary disorder. Mice are a popular animal model used to mimic this disease. ...

Quantification of Biventricular Function and Morphology by Cardiac Magnetic Resonance Imaging in Mice with Pulmonary Artery Banding

Right ventricular (RV) function and failure are major determinants of outcome in acquired and congenital heart diseases, including pulmonary hypertension. Assessment of RV function and morphology is complex, partly due to the complex shape of the RV. Currently, cardiac magnetic resonance (CMR) imaging is the golden standard for noninvasive assessment of RV function and morphology. The current protocol describes CMR imaging in a mouse model of RV pressure load induced by pulmonary artery banding (PAB). PAB is performed by placing a 6-0 suture around the pulmonary artery over a 23 G needle. The PAB gradient is determined using echocardiography at 2 and 6 weeks. At 6 weeks, the right and left ventricular morphology and function is assessed by measuring both end-systolic and end-diastolic volumes and mass by ten to eleven cine slices 1 mm thick using a 9.4 T magnetic resonance imaging scanner equipped with a 1,500 mT/m gradient. Representative results show that PAB induces a significant increase in RV pressure load, with significant effects on biventricular morphology and RV function. It is also shown that at 6 weeks of RV pressure load, cardiac output is maintained. Presented here is a reproducible protocol for the quantification of biventricular morphology and function in a mouse model of RV pressure load and may serve as a method for experiments exploring determinants of RV remodeling and dysfunction.

To understand the pathophysiology of right ventricular (RV) adaptation to abnormal loading, experimental models are crucial. However, assessment of RV dimensions and function is complex and challenging. This protocol provides a method to perform cardiac magnetic resonance imaging (CMR) as a noninvasive benchmark procedure in mice subjected to RV pressure load.

Right ventricular (RV) function and failure are major determinants of outcome in acquired and congenital heart diseases, including pulmonary hypertension. ...

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.

マウスにおける閉鎖胸腔カテーテル法による心機能および圧力容積ループの両心室評価

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.

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.

圧力量ループ解析によるβ-アドレナリン刺激に対する心臓応答

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

Cardiac Pressure-Volume Loop Analysis Using Conductance Catheters in Mice

Cardiac pressure-volume loop analysis is the &#8220;gold-standard&#8221; in the assessment of load-dependent and load-independent measures of ventricular systolic and diastolic function. Measures of ventricular contractility and compliance are obtained through examination of cardiac response to changes in afterload and preload. These techniques were originally developed nearly three decades ago to measure cardiac function in large mammals and humans. The application of these analyses to small mammals, such as mice, has been accomplished through the optimization of microsurgical techniques and creation of conductance catheters. Conductance catheters allow for estimation of the blood pool by exploiting the relationship between electrical conductance and volume. When properly performed, these techniques allow for testing of cardiac function in genetic mutant mouse models or in drug treatment studies. The accuracy and precision of these studies are dependent on careful attention to the calibration of instruments, systematic conduct of hemodynamic measurements and data analyses. We will review the methods of conducting pressure-volume loop experiments using a conductance catheter in mice.

Cardiac pressure-volume loop analysis is the most comprehensive way to measure cardiac function in the intact heart. We describe a technique to perform and analyze cardiac pressure volume loops, using conductance catheters.

マウスにおけるコンダクタンスカテーテルを用いて心臓圧力 - 体積ループ解析

Cardiac pressure-volume loop analysis is the &#8220;gold-standard&#8221; in the assessment of load-dependent and load-independent measures of ventricular ...

生物学

Measuring Pressure Volume Loops in the Mouse

Understanding the causes and progression of heart disease presents a significant challenge to the biomedical community. The genetic flexibility of the mouse provides great potential to explore cardiac function at the molecular level. The mouse&#39;s small size does present some challenges in regards to performing detailed cardiac phenotyping. Miniaturization and other advancements in technology have made many methods of cardiac assessment possible in the mouse. Of these, the simultaneous collection of pressure and volume data provides a detailed picture of cardiac function that is not available through any other modality. Here a detailed procedure for the collection of pressure-volume loop data is described. Included is a discussion of the principles underlying the measurements and the potential sources of error. Anesthetic management and surgical approaches are discussed in great detail as they are both critical to obtaining high quality hemodynamic measurements. The principles of hemodynamic protocol development and relevant aspects of data analysis are also addressed.

This manuscript describes a detailed protocol for the collection of pressure-volume data from the mouse.

マウスで圧力ボリュームループを測定します

Understanding the causes and progression of heart disease presents a significant challenge to the biomedical community. The genetic flexibility of the ...

Multiple Intravenous Bolus Dosing and Invasive Hemodynamic Assessment in a Hypoxia-Induced Mouse Pulmonary Artery Hypertension Model

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a progressive life-threatening disease, primarily affecting small pulmonary arterioles of the lung. Currently, there is no cure for PAH. It is important to discover new compounds that can be used to treat PAH. The mouse hypoxia-induced PAH model is a widely used model for PAH research. This model recapitulates human clinical manifestations of PAH Group 3 disease and is an important research tool to evaluate the effectiveness of new experimental therapies for PAH. Research using this model often requires the administration of compounds in mice. For a compound that needs to be given directly into the bloodstream, optimizing intravenous (IV) administration is a key part of the experimental procedures. Ideally, the IV injection system should permit multiple injections over a set time course. Although the mouse hypoxia-induced PAH model is very popular in many laboratories, it is technically challenging to perform multiple IV bolus dosing and invasive hemodynamic assessment in this model. In this protocol, we present step-by-step instructions on how to carry out multiple IV bolus dosing via mouse jugular vein and perform arterial and right ventricle catheterization for hemodynamic assessment in mouse hypoxia-induced PAH model.

This protocol provides a step-by-step procedure for executing multiple intravenous bolus dose administration and invasive hemodynamic monitoring in mice. Investigators can use this protocol for future therapeutic compound screening for pulmonary artery hypertension.

低酸素誘発マウス肺動脈高血圧症モデルにおける複数の静脈内ボーラス投与と侵襲的血行動態評価

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a progressive life-threatening disease, primarily affecting small pulmonary arterioles of the lung. Currently, ...

圧力-体積コンダクタンス法によるラットの心機能のモニタリング

Real-Time Detection of Ferulic Acid Effects on Rat Left Ventricle Using Pressure-Volume Conductivity Catheter

Decreased cardiac function can have a negative impact on other organs. The left ventricular pressure-volume relationship is considered to be a valid method for evaluating cardiac function. Real-time monitoring of cardiac function is important for drug evaluation. Under closed-chest conditions, the miniature transducer, which is an important component of the pressure-volume catheter, enters the left ventricle of the rat through the right carotid artery. The device visualizes the changes in cardiac function during the experiment in the form of a pressure-volume loop. The actual volume of the ventricle is calculated by altering the conductivity of the blood by injecting 50 &#181;L of a 20% sodium chloride solution into the rat's left jugular vein. The actual volume of the rat's ventricular cavity is calculated by measuring the conductivity of the blood in a known volume using a pressure-volume conductance catheter. This protocol allows for continuous observation of the effects of drugs on the heart and will promote the rationale for the use of specialty ethnic drugs in cardiovascular disease.

著者スポットライト:心臓血管研究における圧力-体積ループ測定法の利点

This protocol describes a method for measuring left ventricular pressure and volume using the pressure-volume conductance technique. This method enables continuous real-time monitoring of the effects of drugs on the heart.

圧力-体積導電率カテーテルを用いたラット左心室に対するフェルラ酸の影響のリアルタイム検出

Decreased cardiac function can have a negative impact on other organs. The left ventricular pressure-volume relationship is considered to be a valid ...