Perinatal Farede Noninvaziv Elektrokardiyografi

Özet

Burada, anestezik kullanımını gerektirmeyen erken doğum sonrası fareler için optimize edilmiş noninvaziv bir elektrokardiyografi (EKG) protokolü salıyoruz.

Özet

Elektrokardiyografi (EKG) uzun hastalık hem insan hem de hayvan modellerinde kardiyovasküler (ve kardiyopulmoner) fonksiyonu değerlendirmek etkili ve güvenilir bir yöntem olarak dayanıyordu. Bireysel kalp hızı, ritim ve düzenlilik, EKG toplanan kantitatif parametreler ile birlikte, kardiyak iletim sisteminin bütünlüğünü nyanıt larının yanı sıra kardiyak döngüentegre fizyolojisini değerlendirmek için hizmetvermektedir. Bu makalede, anestezik kullanımına gerek kalmadan, perinatal ve neonatal fare yavrularında ilk doğum sonrası gün kadar erken bir zamanda noninvaziv EKG yapmak için kullanılan yöntem ve tekniklerin kapsamlı bir tanımı yer almaktadır. Bu protokol, yeni doğan farelerde EKG elde etmek için standart laştırılmış ve tekrarlanabilir bir yönteme duyulan ihtiyacı doğrudan gidermek üzere tasarlanmıştır. Çevirisel açıdan bakıldığında, bu protokol transgenik fare hatları kullanılarak üretilen konjenital kardiyopulmoner defektlerin karakterizasyonunda ve özellikle ilk doğum sonrası günlerde veya doğum sonrası dönemde ölümcülliğe neden olan defektlerin analizinde tamamen etkili olduğunu kanıtlamaktadır. Bu protokol aynı zamanda erken doğum sonrası kardiyak iletim sisteminin olgunlaşması ile ilişkili normatif verileri karakterize etmek ve sağlamak için bilimsel literatürdeki bir boşluğu doğrudan gidermeyi amaçlamaktadır. Bu yöntem belirli bir doğum sonrası zaman dilimi ile sınırlı değildir, daha ziyade doğum sonrası gün 10 (P10), doğumsal kalp hastalığı (KH) özellikle vurgu ile, in vivo insan hastalıklarının modellemeiçin kritik öneme sahip bir pencere yenidoğan fare yavruları EKG veri toplama sağlar.

Giriş

Kardiyak fonksiyon farklı şekillerde ölçülebilir, en yaygın elektrokardiyografi kullanımı içerir (EKG) kalp yoluyla elektrik akımı iletimi analiz etmek gibi genel kardiyak döngüsü ve fonksiyonu¹. Elektrokardiyografi, hem insan hem de hayvan hastalıklarında kardiyak anomalilerin tanımlanması ve karakterize edilmesi nde yararlı bir tanı aracı olmaya devam etmektedir^1,2. Elektrokardiyogram okumasındaki düzensizlikler anormal kardiyak gelişimde (örn. konjenital kalp hastalığı (KH)) bulunabilir ve altta yatan miyokartyumun bütünlüğü ve/veya işlevindeki kusurları düşündüren kalp hızında (örn. bradikardi) ve ritimde (örn. "kalp blokları") değişiklikler olarak kendini gösteren aritmileri içerebilir. Bu gibi değişiklikler hastaları yaşamı tehdit eden kardiyak disfonksiyona (örn. konjestif kalp yetmezliği ve/veya kalp durması) yatkınlık ve mortalite artışı^3,4_. Şiddetli ve tedavi edilmeyen KCHD ile yüksek mortalite oranları göz önüne alındığında, bu erken postnatal dönemde EKG toplamak için standart ve tekrarlanabilir bir yöntem geliştirilmesi önemlidir.

Biz bu sorunu çözmek için ilk olmasa da, bir fare yavruları üzerinde EKG toplama önceki yöntemler geleneksel invaziv prosedürler (deri altı iğne veya tel elektrotlar) ve / veya^{anestezik kullanımı dahil}ettik 5^,6,7. Noninvaziv EKG analizi yapmanın avantajları arasında ağrıyı en aza indirmek ve hayvan üzerindeki stresi geri alma yer almaktadır. Deneyci hala yavru strese neden olma konusunda dikkatli olmalıdır, cihaz doğru veri üretmek için ortak stres önlemek için tasarlanmıştır. Kardiyak fonksiyonun değerlendirilmesi bağlamında, kardiyopulmoner anormallikleri olabilecek hayvanlara anestezi getirilmesi altta yatan koşulları maskeleyebilir ve hatta şiddetlendirebilir. Anestezikler hücrelerin depolarizasyonunu ve/veya repolarizasyonunu değiştirerek elektrikiletimini etkileyebilir. Son olarak, anestezi kullanımı hipotermi için artan bir risk yenidoğan yavrusu koyabilirsiniz, hangi daha da herhangi bir doğal patoloji şaşırtmak olabilir. Aşağıdaki protokol herhangi bir anestezik, invaziv prosedürler veya yavru için belirgin rahatsızlık tanıtmak değildir. Ekipman kurulumu tamamlandıktan sonra, hayvanı içeren cihaz kurulumu ve veri toplama verimli bir şekilde tamamlanabilir ve ardından yavrular annelerine iade edilebilir. Ayrıca, bu sistem tekrar ve / veya seri analizler, zaman içinde analiz gerektiren deneyler için ideal, farmakolojik tedaviler, vb giriş için izin verir.

Protokol

Aşağıdaki protokol, New England Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi standartlarına uygundur. Protokolün yakından gözlemi, incelenen tüm neonatlarda tatmin edici EKG okumaları sunmalıdır (n > 70).

1. Cihaz preparatları

1. Cihazı, üzerinde indirilen EKG yazılımı bulunan bir bilgisayarın USB bağlantı noktasına takın. Ölçüm cihazı otomatik olarak (37 °C/98.6 °F) kadar ısınmaya başlar. Dahili ısıtma ünitesi ölçüm ünitesi içinde yer almaktadır ve sadece plastik yüzeyi ısıtır. Gümüş tel elektrotlar ısıtmalı değildir.
2. Yüzeyin sıcaklığa ulaşması için yaklaşık 15 dakika bekleyin. Toplamak ve hayvanları kurmak için bu zamanı kullanın.
   NOT: Protokol bu noktada duraklatılabilir ve platform takılı ve uzun bir süre ısıtma kalabilir. Kendi kendini ısıtan bir elektrot platformu nun yokluğunda, anne ve yavruların hipotermik hale gelmesini engellemek için hayvan tarafından güvenli ısıtma yastığı da kullanılabilir.

2. Hayvan preparatları

1. Anne ve yavruları toplamak ve toplamak için hazır olana kadar konut kafes içinde tutmak.
2. Ölçüm ünitesi sıcaklığa ısıtıldıktan sonra fare yavrusunu kafesten çıkarın ve sile %70 etanol püskürtülerek toraksı silin. Plastiğin ısıtılmış yüzeyine yavruyu yerleştirin.
3. Farenin karanlıkta yüzeye yaklaşık 2-5 dakika uyum sağlamasına izin verin.

3. Fare ve elektrot platformu kurulumu (elektrot uygulaması)

1. Yapışkan, elektrikiletken jel (kemirgen elektrotların yerleştirilmesi için yaygın olarak kullanılan hızlı kuruyan yüksek iletkenlikli elektrot jel) küçük bir damlacık toplamak için bir metal spatula, sonda veya ahşap dübel kullanın.
   NOT: Herhangi bir fibröz olmayan, katı nesne iletken jel uygulamak için kullanılabilir, sürece nesne elektrik sinyali kalitesini bozabilir elektrotlar üzerinde sentetik lifler veya benzeri malzeme geride bırakmaz.
2. Spatula/dübel kullanarak, dört, düzleştirilmiş elektrot yüzeylerinin her birinin üst kısmına hafifçe dokunarak hafifçe bastırın ve iletken jeli elektrot yapısının merkezinden eğik bir açıyla çekin. Her bir elektrot tamamen jel ile kaplı olduğundan emin olun.
   DİkKAT: Bu adım, iletken, elektrot jelinin tek bir elektrottan daha fazla yapışmadığından emin olmak için son derece önemlidir. Elektrotlar arasında şekil veren yapışkan iplikçikler yük leyebilir ve istenilen elektrik sinyalini potansiyel olarak etkileyebilir veya kısalayabilir. Jel katılaşmaya ve yapışık olmaya başlayacağından protokol şu anda duraklatmamalıdır. Iletken jel (veya eşdeğer iletken elektrot jel ikame) uygulayarak 5-10 dakika içinde platforma fare kurmak için emin olun.
3. Yan jel geri kalanı ile metal spatula veya ahşap dübel yerleştirin.
4. Yenidoğan fare yavrusu nu aşağı ve pup'ın başını platformun giden USB kenarına bakacak şekilde yerleştirin. Yavrunun göğsünün bir kısmının dört elektrotun her birini kapsadığından emin olun. Aynı anda iletken jel ayarlamak için izin vermek için yaklaşık 1 dakika boyunca basılı tutarak yavaşça yan tarafından yavrunun önkollarını dizginlemek.
5. Yavrunun sağ ve sol tarafına kauçuk silikon tamponlar yerleştirin. Tamponlar her iki tarafta yavru güvenli ve farenin aşırı hareketlerini önlemek için istikrar sağlamak gerekir ama farenin tüm hareketini önlemek olmamalıdır. Yüklendikten sonra fareyi bir an lığına izleyin ve tampon yerleşimini gerektiği gibi ayarlayın.
   DİkKAT: Bu solunum mekaniği ve solunum hızı engelleyebilir gibi çok sıkı fare sıkıştırmak yok.
6. Kalan iletken jeli topraklama kuyruk elektroduna uygulamak ve yavrunun kıç ına yerleştirmek için bir kenara konan dübel'i kullanın. Yavruyu bırakmadan önce jelin ayarlayabilmesi için hafif basınç uygulayın.
7. Topraklama elektrotunu yerinde tutmak için son silikon tamponu farenin kıç ının üzerine yerleştirin.
   DİkKAT: Son tamponu yerleştirirken aşırı güç uygulamayın, çünkü bu yavruya rahatsızlık verebilir ve/veya topraklama elektroduzunun yerinden çıkabilir.
8. Tüm platformu tutun ve yavaşça Faraday kafes içinde yerleştirin.
   DİkKAT: Dikkat edin ve Faraday kafesi yerleştirildikten sonra üst silikon tamponun yerinden çıkmamasını sağlayın.
9. Kayıttan önce, fare yavrusunun aşırı hareket etmediğini ve farenin gövdesinin ve başının güvenli göründüğünden emin olun.
   DİkKAT: Fare yavrusunun kafasının tamponların içinde biraz serbestçe hareket edebildiklerinden ve platforma tamamen sızmadığından emin olun. Yükseltilmiş platform fare toraks biraz yükseltmek ve boğulma önlemek için tasarlanmıştır, ancak bu yakından izlenmelidir.

Sonuçlar

İdeal bir EKG, tüm dalgaların birkaç farklı zaman diliminde analiz edilmesine olanak tanıyan açık ve belirgin bir sinyale sahip olacaktır(Şekil 1). Laboratuvar başlangıçta, yetersiz kalitede EG üretmek için özel bir elektromiyografi cihazı uygulaması nasibini aldı, bu da sadece kalp hızı gibi temel parametreleri analiz etmemize olanak sağladı(Şekil S1). Bu, özellikle erken doğum sonrası fare yavrularının analizi için yeni bir prototip EKG cihaz?...

Tartışmalar

Perinatal gün 1 fare yavrusu toplanan veri noktaları yetişkin fareler için beklenen ortalama değerlerin biraz altındadır (dakikada 500-700 atım). ⁸ Fare yaşlandıkça kalp hızında artış olur ve bu da beklenen değerlere daha fazla denk gelir (Tablo 1). Ancak, normatif değerlerin yaşa özel bir şekilde belgelendirilmesi gerektiği fikrini destekleyen yenidoğan değerlerinin bu aralığın alt ucunda olduğunu vurgulamak önemlidir. Bu yöntem, farede fiziksel travm...

Malzemeler

Name	Company	Catalog Number	Comments
LabScribe4	iWorx	LabScribe4	Software used to record ECG	https://www.iworx.com/users/teaching.php
Neonatal Mouse ECG & Respiration System	iWorx	RS-NMECG : Neonatal Mouse ECG	ECG device	https://www.iworx.com/research/cardiac-function/rs-nmecg/
Tensive Conductive Adhesive Gel	Parker Laboratories, Inc	22-60	Tac-gel used as conductive gel for ECG	https://www.parkerlabs.com/tensive.asp