Bu çalışma NIH (MW Kay için R01-HL095828) bir hibe ile desteklenmiştir.

1. Çalışma için Ayarlama <ol><li> 118 NaCl, 3.30 KCl, 2.00 CaCl2, 1.20 MgSO 4, 24,0 NaHCO 3, 1,20 KH 2 PO 4, 10,0 glukoz, 2.00 NaPyruvate ve 20.0 mg / L albümin: modifiye Krebs-Henseleit solüsyonu 16 dört litre (mM hazırlayın ). Çözeltisi mümkün olduğunca deney başlamadan yakın olarak hazırlanır. PH steril filtreleme (: 22 mikron, Corning gözenek boyutu) sonra 7.4 &#39;e ayarlanmalıdır. Çözüm osmolalitesi 275 ve 295 mOsm / kg arasında olmalıdır. </li><li> Arıtılmış su ile çalışan kalp sisteminin tüm tüpler ve odaları durulayın. Tüm su sistemi kaldırıldı kadar pompaları çalıştırın. </li><li> Perfüzyon pompaları (Langendorff perfüzyon pompa, sol kalp perfüzyon pompası ve sağ kalp perfüzyon pompası) her doğrultusunda: selüloz membran filtre (5 mikron, Advantec gözenek boyutu) ekleyin. </li><li> Her basınç sensörü için iki noktalı kalibrasyon (0 ve 60 mmHg) gerçekleştirin. </li><li>Su banyoları açın. A ısıtmalı döner su banyosunda (Cole Palmer) su ceketli tüpler ve ısı değiştiriciler ısıtmak için kullanılır. Perfüzat ayrı bir su banyosunda (Oakton Instruments) önceden ısıtılır. Her iki hamam 37 ° C bir çözelti sıcaklığı korumak için ayarlanır </li><li> Kapalı bir döngü içinde perfüzat dolaşmaya pompalar açın. Perfüzat 80 kPa&#39;dan az% 95 O 2 ve% 5 CO2 ile gazlandırılan microfiber oxygenators (hemofilters) geçer. Oksijenli perfüzat ardından kalp kanüller girmeden önce 37 ° C arasında bir sıcaklıkta bunu korumak için ısı değiştirici aracılığıyla akar. </li></ol> 2. Kalp Eksizyon <ol><li> Sabit basınç Langendorff modunda çalıştırmak için çalışan kalp sistemini ayarlayarak başlayın. 50-60 mm Hg aralığında aortik bloğun basınç ayarlanır. </li><li> Ketamin (44 mg / Kg) ve ksilazin (10 mg / Kg) intramüsküler enjeksiyonu ile tavşan uyutmak. Tavşan (, uyuşturulmuş pentobarbital sonra 50 mg / Kg) ve heparin (2000 U) intravenöz arka bacak iç kısmında marjinal kulak ven veya yanal safen ven yoluyla enjekte edilir. </li><li> Tavşan tamamen sigara duyarlı olduğunda, ağrı refleksi eksikliği ile belirlenen, göğüs boşluğu hızla açıldı, perikard dilimlenmiş, aort kenetlenir ve kalp ve akciğerler eksize edilir. Bu noktada akciğerlerin pulmoner venlerin izole yardımcı olmak için kalp takılı kalmış olmalıdır. </li><li> 60 mL perfüzat ve heparinin 200 birimleri ile doldurulmuş bir şırınga bağlı bir 5 mm çaplı kanül ile aorta izole etmek ve kanüle. Boyut sıfır ipek sütür ile kanül ile aorta sabitleyin ve yavaşça kan kalbi temizlemek için şırınga bastırın. </li></ol> 3. Biventriküler kanülasyonu <ol><li> Çalışan kalp sisteminin aort bloğuna kalp bağlayın. Koroner emboliye neden olabilir aorta, giren hava önleyin. Bu aort bl için kanül eklemek en iyisidireğik bir açı ile aort bağlayıcı yaklaşırken ve takılı iken perfüzat yavaşça kanül içine bağlayıcı ile damla izin vererek ock. </li><li> Kalp sabit basınç Langendorff modunda perfüze edilirken, yağ ve bağ dokusu kaldırmak ve aşağıdaki gemileri bulun: inferior ve superior vena kava, azygos ven, pulmoner arter, pulmoner venler. </li><li> Superior vena kava Ligate. Sadece aşağıdaki pulmoner arter Kes sağ ve sol pulmoner arterler için nerede dalları. </li><li> Grup kalp ve akciğerler ve bir sütür kullanarak hepsini ligate arasında kalan tüm damarları (pulmoner venler). Akciğerleri çıkarın. </li><li> Sol atriyal apendiks köşesinde küçük bir delik kesin. LA perfüzat ile dolu olduğundan emin olun. Eklemeden ise tamamen perfüzat kanül ile doldurulmuş olduğu sağlarken LA kanüle. Apendiks için kanül dikin. </li><li> T akışını sağlamak için sol taraftaki pompa (pompa # 2) açınO sol atriyum. 6 mmHg ve ayarlamak ± 2 mmHg olarak atriyal dilatasyon tarafından belirlenir - 2 arasındaki preload basıncı ayarlayın. </li><li> Langendorff pompası (pompa # 1) kapatarak çalışma kalp moduna kalp geçin. </li><li> An 10 mmHg aort basıncını düşürmek ve sonra yavaş yavaş 80-100 mmHg aralığı içinde, bu artar. Bu aort kapağı açın ve normal fizyolojik koşullar sırasında olduğu gibi çalışması için izin verecektir. Nihai afterload basıncı LV kontraktilite bağlıdır. Bu tepe LV basıncı yaklaşık 20 mmHg daha az bir değere ayarlanması gerekir. </li><li> LV kardiyak çıktı aortik blok (ml / dakika) çıkmadan perfüzat akış hızı ölçülmesiyle belirlenebilir. Normal kardiyak output ise 14.77 ila 16.43 ml / 100 vücut ağırlığı 17 g ve ortalama başına en az 340 mL / 2.2 kg tavşan için min. Aortik basınç Şekil 1&#39;de gösterildiği gibi basınçlı sinyali benzer. </li><li> I ile RA kanülenferior vena kava. RA ve kanül hem de tamamen perfüzat ile doldurulması sağlanır ve hava kabarcığı oluşumunu önlerken kanül yerleştirin. Vene kanül dikin. </li><li> Sağ atriyuma akışını sağlamak için sağ tarafında pompa (pompa # 3) açın. Yaklaşık 3 mmHg basınç ayarlayın. </li><li> RV perfüzat ile dolu olduğundan emin olun ve pulmoner arter kanüle. Bu hava kabarcıklarını engellemek için takılıyken kanül tamamen perfüzat ile dolu olduğundan emin olun. Pulmoner arter kanülü dikin. </li></ol> 4. Sinyal Toplama: Baskılar, Monofazik Aksiyon Potansiyelinin ve fNADH <ol><li> Biventriküler kanülasyon tamamlandıktan sonra, dikkatle aort kanülasyonu ile aorta basınç dönüştürücü kateter (Millar) yerleştirin. Yavaşça aort kapak geçmiş ve LV içine gidin. Kateter ucu uygun pozisyonun sağlanması için LV basınç sinyali izleyin. LV basınçlı bir örneği gösterilmiştirŞekil 1 &#39;de. </li><li> Yavaşça ventriküler epikarda karşı monofazik aksiyon potansiyeli elektrot basın. Uygun aksiyon potansiyeli ölçümleri elde etmek sinyali izleyin. Sinyal hafif hareket artefaktı normaldir. </li><li> Kalp adımlamak için sağ atrium bir bipolar uyaran elektrot yerleştirin. Bizim protokolde, kupa sırasıyla 200 ve 400 bpm karşılık gelen 300 ve 150 milisaniye arasında döngü uzunlukları, az tempolu idi. </li><li> LV epikardiyal yüzeyi sıcaklığını ölçün. Çalışma sıcaklığı 37 tutulur gerektiriyorsa ° C daha sonra bir su-ceketli kalp boşluklarında veya batığın kalp boyunca sabit sıcaklık korumak için ısıtılmış superfusate banyosunda kalp içinde kalp yerleştirin. </li><li> CCD kamera (Andor iXon DV860, 128x128 piksel) yerleştirin ve görünümü uygun bir alan olduğu gözlendi Lens odak. Kamera bir iş istasyonu bağlı ve görüntüleri Andor Solis softwa kullanarak 2 fps elde edilenyeniden. </li><li> Önceden görüntüleme başlamasından cıva lambası ışığı açın. Işık kalbin yüzeyine aydınlatmak için bir harekete geçirici filtre (350 ± 25 nm, Chroma Teknolojisi) aracılığıyla ve bir fiber optik ışık kılavuzu (Horiba Jobin Yvon modeli 1950 1M) içine yönlendirilir. Işık kılavuzu ile UV ışık zayıflatma küçüktür. UV aydınlatma ayrıca LED spot oluşan yüksek güçlü LED sistemi (Mightex PLS-0365-030-S) ve bir kontrol ünitesi (Mightex SLC-SA04-ABD) kullanılarak sağlanabilir. </li><li> Oda ışığı kapatın ve herhangi bir ortam aydınlatması en aza indirmek. Üniforma epikardiyal aydınlatma elde etmek için kalbi ışık kılavuzu (veya LED spot) ve yüksükler yöneltin. Yayılan NADH floresans (fNADH) bir emisyon filtresi (460 ± 20 nm Chroma Teknolojisi) geçer ve CCD kamera ile görüntülenmektedir. </li><li> Görüntüleme yazılımı kullanılarak ilgilenilen bölge seçerek zamanla fNADH değişiklikleri izleyin. Bölgede o içinde ortalama piksel yoğunluğu izlemek için canlı-güncellemek modunu seçinf faiz. </li><li> Kalp uygun baskılar oluşturmak için biventriküler çalışma modunda çalıştığında edilmelidir. fNADH seviyesinin yeterli koroner perfüzyon onaylamak için epikardiyal yüzeyi üzerinde düşük ve istikrarlı olmalıdır. Çalışmada bu noktada belirli bir deney protokolünde bir hipotezi test etmek için uygulanmalıdır. </li><li> Çalışma tamamlandıktan sonra, sistem kalp kaldırmak ve tüm tahliye perfüzat. Arıtılmış su ile sistem tüp ve odaları durulayın. Rutin bakım için, sistem periyodik Mucasol çözüm veya gerektiği gibi bir seyreltilmiş hidrojen peroksit çözeltisi ile durulanmalıdır. </li></ol> 5.. FNADH Görüntüler off-line İşleme <ol><li> NADH veri setleri karşılaştırmak için bir yolu (fNADH (i, j, t)) deneyleri arasında bir referans görüntü kullanılarak her floresan görüntü normalleştirmek için aşağıdaki denklemde gösterilen dataset 9 (fNADH (i, j, t 0)), . NADH floresans normalleştirmek için başka bir yolu pl etmektirace deney 9, 18, ​​19 öncesi görüş alanında uranil cam küçük bir parça. Stabil bir referans olarak kullanılmak üzere bir sinyal sağlamak için UV ışığı uygulanır - uranil cam olacak floresans (550 nm 450). </li></ol><img alt="Denklem 1" src="/files/ftp_upload/4115/4115eq1.jpg" /> 6. Temsilcisi Sonuçlar Bir biventriküler kalp çalışma tavşan hazırlanması ön ve bazal kez Şekil 1 &#39;de gösterilmiştir. Sol ventrikül basıncı aort kapak geçmiş ve sol ventrikül içine bir basınç dönüştürücü kateter (Millar SPR-407) gezinme tarafından ölçüldü. Aort, pulmoner arter ve sol ventrikül basınçları (LVP) Şekil 1C gösterilmiştir. Diyastolik LVP genelde 0 ile 10 mmHg. Minimum diyastolik aort basıncı yaklaşık 60 mmHg. Pik sistolik LVP dolum basıncı (preload veya LA basıncı) ve kontraktilite bağlıdırve, en iyi, 80 ve 100 mmHg arasında olmalıdır. Şekil 1C gösterildiği gibi maksimum aort basınç ve maksimum LVP yakından eşleşmesi gerekir. Tavşan kalp için tipik olan hızlı depolarizasyonu faz ve bir repolarizasyon fazı ile aksiyon potansiyeli (MAP) Şekil 1B &#39;de gösterilmiştir. Şekil 1D gösterildiği gibi MAP&#39;ler, bir müteahhitlik kalpten nispeten kolayca kaydedilebilir ancak genellikle diyastolde küçük hareket artifakı olacaktır. MAP uyarım esnasında kalp (yakalama) başarılı sürüklenmesini doğrulanması için yararlı olan ve aynı zamanda diğer akut iskemi ya da bağlı düzensizlikler, yerel elektrofizyolojik değişiklikleri ölçmek için kullanılabilir. EKG de sıcak superfusate bir banyoda kalp batırma ve kalbin sol ve sağ tarafında banyosunda bir elektrot yerleştirerek ölçülebilir. Üçüncü bir kayıtsız elektrot ya uzağa kalpten, banyosuna yerleştirilir veya aorta eklenir.Bir EKG genel elektrik fonksiyonu değerlendirmek için ve iskemi varlığının ortaya çıkarılması için yararlıdır küresel uyarma ve repolarizasyon sürecinin, hakkında bilgi sağlayacaktır. fNADH görüntüleme iskemik ya hipoksik bölgelerin zamanmekansal ilerlemesini ölçmek için kullanılabilir kalp mitokondriyal redoks değişiklikler ortaya çıkarmaktadır. Bu çalışma için, epikardiyal fNADH döngüsü 300 uzunlukları (CL), 200 ve 150 milisaniye az üç pacing hızları sırasında redoks durumundaki değişiklikleri izlemek için ölçüldü. Bir ilgi bölgesi (kırmızı kutu, Şekil 2) Ortalama fNADH değerleri siklus uzunluğu kısalır gibi temel fNADH düzeylerini artırmak olduğunu göstermektedir. Hızı pacing bazal fNADH seviyesi nispeten sabit sinüs ritmi (CL = 300 milisaniye) yakındır. Siklus uzunluğu en kısa CL (150 ms) de büyük artış ile 300 milisaniye, bazal fNADH düzeylerinin artışı, altında kısaltılmış olarak. Tam ön yüzeyinin yüksek çözünürlüklü görüntüleme fNADH200 ve 400 dak Şekil 3 &#39;de gösterilmiştir. 200 bpm ile fNADH düzeyleri sabit ve mekansal homojen idi. 400 bpm, fNADH seviyeleri epikarda boyunca önemli ölçüde artmıştır. Önemli mekansal heterojenite RV ve LV septal bölgeleri içinde meydana gelen büyük artışlar gözlenmiştir. FNADH sinyal kasılması (hareket artefakt) ile salınım ve salınım frekansı kalp atım hızı (Şekil 2) karşılık gelir. Biventriküler kanülasyon ise, kalbin kasılması sırasında tabanı sallanan gelen kalp engellemeye yardımcı olur 4 kanüller, tarafından düzenleniyor. Bu nedenle, titreşim genliği artık zaman ölçeği (5-10 sn) iskemi veya hipoksi kaynaklanır fNADH eğilimleri daima daha azdır. <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/4115/4115fig1.jpg" /> Şekil 1.. Izole bir biventriküler tipik bir baskı ve aksiyon potansiyeli ra çalışmabbit kalp. Dört kanüller gösteren kalp A. Bazal görünümü:; 2, pulmoner arter; 1, aort sağ atriyal ve 4 B. sol ventrikül (LV) gösteren kalbin ön görünümü ve sağ ventrikül, 3, atriyal bıraktı. (RV). C. Temsilcisi baskılar. Top: sol ventrikül basıncı (düz çizgi) ve aort basıncı (noktalı çizgi). Alt:. Pulmoner basınç D. Örnek aksiyon potansiyeli. Sinyal paneli C&#39;de gösterildiği baskıları ile aynı hizaya <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/4115/4115fig1large.jpg" target="_blank">büyük rakam görmek için buraya tıklayın</a> . <img alt="Şekil 2" src="/files/ftp_upload/4115/4115fig2.jpg" /> Şekil 2. tavşan kalp çalışan izole biventriküler ve fNADH görüntüleme. Top: görünümü (solda) ve üç fNADH görüntü alan bir karikatür gösterilmiştir. İlgili Pacing döngüsü uzunluğu (CL) her bir görüntü gösterilir.Alt panelinde fNADH sinyali için ilgi bölgesi kırmızı kutu ile gösterilir. Monofazik aksiyon potansiyeli elektrot ucu ilgi bölgenin sağında görülür. Epikarda Şekil 5 &#39;de gösterildiği gibi, civa ve lambanın ışık kılavuz kullanılarak aydınlatılır edildi. Sadece ilgi bölgenin çevresindeki epikardiyal yüzeyi aydınlattı Alt:. Ilgi bölge için ortalama fNADH üst panelinde kırmızı kutu ile gösterilir. Azalan döngü süresini ortalama fNADH artar. <img alt="Şekil 3" src="/files/ftp_upload/4115/4115fig3.jpg" /> Şekil 3. tavşan kalp çalışma izole bir biventriküler tam ön yüzeyinin fNADH görüntüler. kalp 200 bpm ve 400 bpm ile RA gelen tempolu oldu. İki adet yüksek güçlü LED (Mightex PLS-0365-030-S, 365 nm,% 4 ile tüm ön epikarda aydınlatırken fNADH (2 fps, 0.4 mm çözünürlükte 128x128 piksel) görüntülendi intensity, 50 mW maks).

<ol>
	<li>Langendorff, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Untersuchungen+am+uberlebenden+saugethierherzen+[investigations+on+the+surviving+mammalian+heart].">Untersuchungen am uberlebenden saugethierherzen [investigations on the surviving mammalian heart].</a> Arch. Gesante Physiol. 61, 291-332 .</li><li>Skrzypiec-Spring, M., Grotthus, B., Szelag, A., Schulz, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolated+heart+perfusion+according+to+langendorff---still+viable+in+the+new+millennium.">Isolated heart perfusion according to langendorff---still viable in the new millennium.</a> J. Pharmacol. Toxicol. Methods. 55, 113-126 (2007).</li><li>Neely, J. R., Liebermeister, H., Battersby, E. J., Morgan, H. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+pressure+development+on+oxygen+consumption+by+isolated+rat+heart.">Effect of pressure development on oxygen consumption by isolated rat heart.</a> Am. J. Physiol. 212, 804-814 (1967).</li><li>Feng, H. Z., Jin, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coexistence+of+cardiac+troponin+T+variants+reduces+heart+efficiency.">Coexistence of cardiac troponin T variants reduces heart efficiency.</a> Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 299, H97-H105 (2010).</li><li>Clemens, M. G., Forrester, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Appearance+of+adenosine+triphosphate+in+the+coronary+sinus+effluent+from+isolated+working+rat+heart+in+response+to+hypoxia.">Appearance of adenosine triphosphate in the coronary sinus effluent from isolated working rat heart in response to hypoxia.</a> J. Physiol. 312, 143-158 (1981).</li><li>Cole, M. A., Murray, A. J., Cochlin, L. E., Heather, L. C., McAleese, S., Knight, N. S., Sutton, E., Jamil, A. A., Parassol, N., Clarke, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+high+fat+diet+increases+mitochondrial+fatty+acid+oxidation+and+uncoupling+to+decrease+efficiency+in+rat+heart.+Basic+Res.">A high fat diet increases mitochondrial fatty acid oxidation and uncoupling to decrease efficiency in rat heart. Basic Res.</a> Basic Res. Cardiol. 106, 447-457 (2011).</li><li>Demmy, T. L., Curtis, J. J., Kao, R., Schmaltz, R. A., Walls, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Load-insensitive+measurements+from+an+isolated+perfused+biventricular+working+rat+heart.">Load-insensitive measurements from an isolated perfused biventricular working rat heart.</a> J. Biomed. Sci. 4, 111-119 (1997).</li><li>Demmy, T. L., Magovern, G. J., Kao, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolated+biventricular+working+rat+heart+preparation.">Isolated biventricular working rat heart preparation.</a> Ann. Thorac. Surg. 54, 915-920 (1992).</li><li>Kay, M., Swift, L., Martell, B., Arutunyan, A., Sarvazyan, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Locations+of+ectopic+beats+coincide+with+spatial+gradients+of+NADH+in+a+regional+model+of+low-flow+reperfusion.">Locations of ectopic beats coincide with spatial gradients of NADH in a regional model of low-flow reperfusion.</a> Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 294, 2400-2405 (2008).</li><li>Swift, L., Martell, B., Khatri, V., Arutunyan, A., Sarvazyan, N., Kay, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlled+regional+hypoperfusion+in+langendorff+heart+preparations.">Controlled regional hypoperfusion in langendorff heart preparations.</a> Physiol. Meas. 29, 269-279 (2008).</li><li>Kay, M. W., Swift, L. M., Sangave, A., Zderic, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+resolution+contrast+ultrasound+and+NADH+fluorescence+imaging+of+myocardial+perfusion+in+excised+rat+hearts.">High resolution contrast ultrasound and NADH fluorescence imaging of myocardial perfusion in excised rat hearts.</a> , 1-4 (2008).</li><li>Chance, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pyridine+nucleotide+as+an+indicator+of+the+oxygen+requirements+for+energy-linked+functions+of+mitochondria.">Pyridine nucleotide as an indicator of the oxygen requirements for energy-linked functions of mitochondria.</a> Circ. Res. 38, I31-I38 (1976).</li><li>Mayevsky, A., Rogatsky, G. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mitochondrial+function+in+vivo+evaluated+by+NADH+fluorescence:+From+animal+models+to+human+studies.">Mitochondrial function in vivo evaluated by NADH fluorescence: From animal models to human studies.</a> Am. J. Physiol. Cell Physiol. 292, C615-C640 (2007).</li><li>Barlow, C. H., Chance, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ischemic+areas+in+perfused+rat+hearts:+Measurement+by+NADH+fluorescence+photography.">Ischemic areas in perfused rat hearts: Measurement by NADH fluorescence photography.</a> Science. 193, 909-910 (1976).</li><li>Mayevsky, A., Chance, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oxidation-reduction+states+of+NADH+in+vivo:+From+animals+to+clinical+use.">Oxidation-reduction states of NADH in vivo: From animals to clinical use.</a> Mitochondrion. 7, 330-339 (2007).</li><li>Gillis, A. M., Kulisz, E., Mathison, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiac+electrophysiological+variables+in+blood-perfused+and+buffer-perfused,+isolated,+working+rabbit+heart.">Cardiac electrophysiological variables in blood-perfused and buffer-perfused, isolated, working rabbit heart.</a> Am. J. Physiol. 271, H784-H789 (1996).</li><li>Ôta, K., Peaker, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lactation+in+the+rabbit:+Mammary+blood+flow+and+cardiac+output.">Lactation in the rabbit: Mammary blood flow and cardiac output.</a> Experimental Physiology. 64, 225-238 (1979).</li><li>Ashruf, J. F., Ince, C., Bruining, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regional+ischemia+in+hypertrophic+langendorff-perfused+rat+hearts.">Regional ischemia in hypertrophic langendorff-perfused rat hearts.</a> Am. J. Physiol. 277, H1532-H1539 (1999).</li><li>Ashruf, J. F., Coremans, J. M., Bruining, H. A., Ince, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increase+of+cardiac+work+is+associated+with+decrease+of+mitochondrial+NADH.">Increase of cardiac work is associated with decrease of mitochondrial NADH.</a> Am. J. Physiol. 269, 856-862 (1995).</li><li>Efimov, I. R., Nikolski, V. P., Salama, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+imaging+of+the+heart.">Optical imaging of the heart.</a> Circ. Res. 95, 21-33 (2004).</li><li>Rogers, J. M., Walcott, G. P., Gladden, J. D., Melnick, S. B., Kay, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Panoramic+optical+mapping+reveals+continuous+epicardial+reentry+during+ventricular+fibrillation+in+the+isolated+swine+heart.">Panoramic optical mapping reveals continuous epicardial reentry during ventricular fibrillation in the isolated swine heart.</a> Biophys. J. 92, 1090-1095 (2007).</li><li>Qu, F., Ripplinger, C. M., Nikolski, V. P., Grimm, C., Efimov, I. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+panoramic+imaging+of+cardiac+arrhythmias+in+rabbit+heart.">Three-dimensional panoramic imaging of cardiac arrhythmias in rabbit heart.</a> J. Biomed. Opt. 12, 044019 (2007).</li><li>Chinchoy, E., Soule, C. L., Houlton, A. J., Gallagher, W. J., Hjelle, M. A., Laske, T. G., Morissette, J., Iaizzo, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolated+four-chamber+working+swine+heart+model.">Isolated four-chamber working swine heart model.</a> Ann. Thorac. Surg. 70, 1607-1614 (2000).</li><li>Hill, A. J., Laske, T. G., Coles, J. A., Sigg, D. C., Skadsberg, N. D., Vincent, S. A., Soule, C. L., Gallagher, W. J., Iaizzo, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+studies+of+human+hearts.">In vitro studies of human hearts.</a> Ann. Thorac. Surg. 79, 168-177 (2005).</li><li>Schenkman, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiac+performance+as+a+function+of+intracellular+oxygen+tension+in+buffer-perfused+hearts.">Cardiac performance as a function of intracellular oxygen tension in buffer-perfused hearts.</a> Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 281, H2463-H2472 (2001).</li><li>Pijl, A. J., Pfaffendorf, M., Mathy, M., Van Zwieten, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardioprotection+by+nifedipine+in+isolated+working+hearts:+A+comparative+study+on+three+different+types+of+experimental+ischemia.">Cardioprotection by nifedipine in isolated working hearts: A comparative study on three different types of experimental ischemia.</a> J. Cardiovasc. Pharmacol. 21, 70-76 (1993).</li><li>Khatib, S. Y., Boyett, M. R. <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+glyburide+(glibenclamide)+on+myocardial+function+in+langendorff+perfused+rabbit+heart+and+on+myocardial+contractility+and+slow+calcium+current+in+guinea-pig+single+myocytes.">Effects of glyburide (glibenclamide) on myocardial function in langendorff perfused rabbit heart and on myocardial contractility and slow calcium current in guinea-pig single myocytes.</a> Mol. Cell Biochem. 242, 81-87 (2003).</li><li>Kates, R. E., Yee, Y. G., Hill, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+albumin+on+the+electrophysiologic+stability+of+isolated+perfused+rabbit+hearts.">Effect of albumin on the electrophysiologic stability of isolated perfused rabbit hearts.</a> J. Cardiovasc. Pharmacol. 13, 168-172 (1989).</li><li>Combs, C. A., Balaban, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+imaging+of+dehydrogenase+activity+within+living+cells+using+enzyme-dependent+fluorescence+recovery+after+photobleaching+(ED-FRAP).">Direct imaging of dehydrogenase activity within living cells using enzyme-dependent fluorescence recovery after photobleaching (ED-FRAP).</a> Biophys. J. 80, 2018-2028 (2001).</li><li>Coremans, J. M., Ince, C., Bruining, H. A., Puppels, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=(Semi-)quantitative+analysis+of+reduced+nicotinamide+adenine+dinucleotide+fluorescence+images+of+blood-perfused+rat+heart.">(Semi-)quantitative analysis of reduced nicotinamide adenine dinucleotide fluorescence images of blood-perfused rat heart.</a> Biophys J. 72, 1849-1860 (1997).</li><li>Scholz, T. D., Laughlin, M. R., Balaban, R. S., Kupriyanov, V. V., Heineman, F. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+substrate+on+mitochondrial+NADH,+cytosolic+redox+state,+and+phosphorylated+compounds+in+isolated+hearts.">Effect of substrate on mitochondrial NADH, cytosolic redox state, and phosphorylated compounds in isolated hearts.</a> Am. J. Physiol. 268, 82-91 (1995).</li><li>Holcomb, M. R., Woods, M. C., Uzelac, I., Wikswo, J. P., Gilligan, J. M., Sidorov, V. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+potential+of+dual+camera+systems+for+multimodal+imaging+of+cardiac+electrophysiology+and+metabolism.">The potential of dual camera systems for multimodal imaging of cardiac electrophysiology and metabolism.</a> Exp. Biol. Med. (Maywood). 234, 1355-1373 (2009).</li></ol>

Çıkar çatışması ilan etti.

Izole Langendorff perfüze kalp kardiyak fizyoloji 2 eğitim için önemli bir araç. Özellikle kardiyak aritmiler, transmembran potansiyeli 20 floresans görüntüleme kullananlar çalışmalarında özellikle yararlıdır. Bir avantajı, izole kalp tamamını epikarda 21, 22 görülebilir olmasıdır. Diğer bir avantajı, kan aksine, açık bir kristalloid tampon çözeltisi ile perfüzyon flöresan sinyalleri ile etkileşmeyen olmasıdır. Bir sınırlama Langendorff tekniği sıklıkla kalp fizyolojik preload ve afterload baskılar çerçevesinde işin yapılması için gerekli kalp metabolizması, çalışmaları için çok uygun olmasıdır. Neely Uygun sol ventrikül (LV) preload ve afterload basınçları 3 kurmak Langendorff teknik değişiklikler tanıttı metabolik çalışmalar için izole kalp preparatları ile ilgisini yükseltmek için.Modeli izole LV çalışma kalp model olarak bilinir ve LV performans ve metabolizma 4-6 incelemek için yaygın olarak kullanılmaktadır. LV çalışan kalp modelinde fonksiyonel değerlendirme için Langendorff modeli üstündür, buna rağmen o düzgün yerleştirildiğinden sağ ventrikül (RV) sağlamaz. Demmy ve ark. İlk LV çalışan kalp modelinde 7, 8 bir modifikasyonu olarak biventriküler modeli (LV ve RV) bildirdi. Onlar biventriküler çalışma modu 8 için çalışan AG modundan dönüştürülür kalplerde arttığını atım volümü, kalp debisi ve basıncı gelişme bulundu. Bir düzgün yerleştirildiğinden RV da septum boyunca anormal basınç farkları azaltarak septal fonksiyonu iyileştirir. Biventriküler çalışma kalpleri 3 saate kadar 8 için aort çıkışı, pulmoner akım, aort basıncı, pulmoner basıncı, kalp hızı ve miyokardiyal ATP ortalama ve kreatin fosfat seviyelerini korumak için gösterilmiştir. Biventriküler çalışan kalp çalışmaları tipik kalpleri fr kullanınBu tür sıçan ve tavşan gibi om küçük hayvanlar, kardiyak output ve perfüzat gerekli hacmi daha az büyük hayvan kalpleri için daha çünkü. Bununla birlikte, biventriküler kalp çalışma çalışmalarda domuz, köpek ve hatta insanlarda 23, 24 gelen kupa kullanılarak yapılmıştır. Biventriküler çalışma modunda izole kalplerin metabolik talebi Langendorff perfüzyon epeyce daha yüksektir. Bu perfüzat çözüm yeteri kadar oksijen ve biventriküler kalp fonksiyonları desteklemek için metabolik substrat sağlamak önemlidir. Böyle Krebs-Henseleit 16, 17, 25 ya da Tyrodes 26, 27 gibi standart kristalloid tampon çözeltisi, olduğu kadar yüksek oksijen çözünme yeteneğine sahip 5.6 mg / L. Bu çözüm carbogen (% 95 O2 ve% 5 CO2 gaz karışımı) ile gaz olmuş ve uygun metabolik substrat (glikoz, dekstroz, ve / veya sodyum piruvat) içermesi, bunlar norm az dövme biventriküler kalp çalışma için uygunark sinüs oranları (bir tavşan için yaklaşık 180 bpm). Metabolik talebin hızlı ritimler için artar ve standart perfüzat çözünmüş oksijen miktarını tam olarak yüksek oranda sözleşme bir çalışma biventriküler kalp desteklemek için yeterli olmayabilir. Eritrosit veya tam kan ile karışık içeren kristalloid tampon çözeltiler yeterli oksijen kullanılabilirliğini sağlamak için çalışan kalp preparatları kullanılmaktadır. Önceki çalışmalar bir Krebs-Henseleit solüsyonu eritrositlerin ekleyerek titiz uyarım protokolleri sırasında çalışan kalp fonksiyonlarında iyileşme ve ventriküler fibrilasyon 16 insidansını azalttığını göstermiştir. Eritrosit veya tam kan karışımları kullanarak bir sınırlaması, hemoglobinin floresans görüntüleme 13 için kullanılan ışık dalga boyu müdahale olduğunu. Böyle albümini gibi diğer substratlar, kalp canlılığı uzatan ve ödem 28 azaltmak için çözüm perfüzyon için ilave edilebilir. Floresans görüntüleme sırasında uyarma ışık şiddeti yüksek olmalı ve ışık dağılımı aynı olmalıdır. Düzgün bir aydınlatma elde etmek zaman epikardiyal yüzeyinin eğrilik nedeniyle kolay değildir. Bizim çalışmalarımızda, bir cıvalı lamba ışık (350 ± 25 nm) filtreleyerek biz görüntü fNADH. A çatallı fiber optik ışık kılavuz epikardiyal yüzeyine UV ışığı yönlendirmek için kullanılır. Uniform ışık uygun konumlandırma iki çıkış ferrules ile elde edilebilir. UV biz Şekil 3 &#39;de gösterildiği gibi ışık kaynakları, aynı zamanda, kullanılan olabilir LED. LED kaynaklar nispeten ucuz böylece birden fazla kaynaktan bir görüntüleme sistemi içine dahil edilebilir. LED&#39;ler de görüntü alımı ile ikaz ışığı eşitlemek için yüksek oranda açık ve kapalı dolaşılan edilebilir. NADH Photobleaching doku aydınlatma zamanı azaltarak 29 minimize edilmelidir. Bu, üzerinde aydınlatma bisiklet tarafından ve bir elektron kullanılarak kapalı yapılabiliric perde ve lamba veya LED aydınlatma sistemi ve bir denetleyici ile. Aydınlatma kalp döngüsü ile senkronize edilirse, fNADH görüntü alımı floresan sinyalleri hareket artifakı azaltabilecek, diyastol sınırlı olabilir. Gibi LV basıncı gibi bir basınç sinyali kullanarak Trigging aydınlatma ve görüntü alma, bunu yapmanın tek yolu olacaktır. Bu çalışma kapsamında birim zamanda fNADH değişiklikleri 200 bpm ile 400 bpm ile daha fazla 5X olabileceğini gözlemledim. Bu hızlı ritim, kalbin redoks yükseltmesine gösterir. Bu hipoksi veya NAD NADH okside miyosit yetersizliği nedeniyle olup olmadığı + NADH birikimini önlemek için yeterince hızlı bir şekilde hala cevaplanmamış bir sorudur. Biventriküler kalp çalışma hazırlığı performansı çok etkene bağlı olduğu. En önemlilerinden biri fizyolojik taklit etmek için uygun preload ve afterload basınçlarının ayarlanması içinsoruşturma kapsamında koşullar. Özellikle, LV afterload (aortik basınç) sistemik basınç temsil ayarlanması gerekir. Çok yüksek ise, LV yetersizliğinin neden basınç üstesinden gelmek için mümkün olmayacaktır. Çok düşük basınç koroner perfüzyon olumsuz etkileyecektir. LV preload basıncı (sol atrial basınç) ayrıca deneysel protokol için uygun olan bir diyastol sonu hacmi sağlamak için ayarlanmalıdır. canlı doku fNADH görüntüleme floresans görüntüleme 13 kurulu bir moddur. Bir koroner damar 14 bağlanmasından sonra bölgesel iskemik doku içindeki fNADH çarpıcı yükselmeleri rapor ne zaman kalp dokusuna uygulama Barlow ve Şans tarafından izah edildi. Onların fNADH görüntüleri Fairchild osiloskop kamera ve UV flaşlı fotoğraf kullanarak film kaydedildi. Coremans ve ark. sinyal kuv için NADH / UV floresans yansıma oranını kullanarak bu kavramı üzerine genişlettie Langendorff kan-perfüze sıçan kalpleri 30 epikarda metabolik durumu. A videofluorimeter görüntüleme için kullanıldı ve verilerin bir video kayıt cihazı kullanılarak kaydedildi. Daha sonra, Scholz ve ark. LV geniş bir alandan ortalama fNADH ölçmek için bir tayfçeker ve fotodiyot dizisi kullanılır. FNADH 31 makroskopik işle ilgili değişimler açığa çıkarırken Bu yaklaşım epikardiyal floresans heteronjenitelerin ve dolaşımdaki yerel farklılıkların etkileri azaltılabilir. Bu yaklaşım, Şekil 2&#39;de gösterildiği gibi, bir fNADH görüntü veri kümesi, her çerçeveleri arasında bir ilgi bölge için işlem ortalama fNADH seviyeleri ile benzerdir. Biz bu makalede sunulan gibi, bugünün teknolojisi yüksek hızlı CCD kamera sağlar ve dijital yüksek güç UV spot ışıkları kontrol. Bu teknolojiler fNADH ve kardiyak metabolizmanın zamanmekansal dinamikleri çok farklı bir perspektiften ele alınmalıdır sağlar. Optik ve ışık kaynağının nispeten düşük maliyetli f yaparNADH görüntüleme konvansiyonel kardiyak optik haritalama sistemleri için kullanışlı bir aksesuar. 9, 32

<table border="1"><tbody><tr><td> Kimyasal </td><td> Şirket </td><td> Katalog Numarası </td></tr><tr><td> NaCl </td><td> Sigma-Aldrich, St. Louis, MO </td><td> S-3014 </td></tr><tr><td> KCl </td><td> Sigma-Aldrich, St. Louis, MO </td><td> P3911-500G </td></tr><tr><td> CaCI2 </td><td> Fisher Scientific, Fair Lawn, NJ </td><td> C77-500 </td></tr><tr><td> MgSO 4 </td><td> Sigma-Aldrich, St. Louis, MO </td><td> M-7506 </td></tr><tr><td> NaHCO 3 </td><td> Fisher Scientific, Fair Lawn, NJ </td><td> S-233 </td></tr><tr><td> KH 2 PO 4 </td><td> Fisher Scientific, Fair Lawn, NJ </td><td> 423-316 </td></tr><tr><td> Glikoz </td><td> Sigma-Aldrich, St. Louis, MO </td><td> 158.968-500G </td></tr><tr><td> NaPyruvate </td><td> Sigma-Aldrich, St. Louis, MO </td><td> P2256-25G </td></tr><tr><td> Albümin </td><td> Sigma-Aldrich, St. Louis, MO </td><td> A9418-100G </td></tr></tbody></table>

nadh fluorescence imaging of isolated biventricular working rabbit hearts

Langendorff 1 tarafından kuruluşundan bu yana, izole perfüze kalp kardiyak fizyoloji 2 eğitim için önemli bir araç. Ancak, kalp fizyolojik preload ve afterload baskılar çerçevesinde işin yapılması için gerekli kardiyak metabolizma çalışmaları için iyi bir şekilde uygun değildir. Uygun sol ventrikül (LV) preload ve afterload basınçları 3 kurmak Langendorff tekniğine Neely tanıttı değişiklikler. Modeli izole LV çalışma kalp model olarak bilinir ve LV performans ve metabolizma 4-6 incelemek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak bu model, düzgün yüklenmiş sağ ventrikül (RV) sağlamaz. Demmy ve ark. İlk LV çalışan kalp modelinde 7, 8 bir modifikasyonu olarak biventriküler modeli bildirdi. Onlar biventriküler çalışma modu 8 için çalışan AG modundan dönüştürülür kalplerde arttığını atım volümü, kalp debisi ve basıncı gelişme bulundu </sup&gt;. Bir düzgün yerleştirildiğinden RV de septal işlevini geliştirmek için septum boyunca anormal basınç farkları azalır. Biventriküler çalışma kalpleri 3 saate kadar 8 için aort çıkışı, pulmoner akım, aort basıncı, kalp atım hızı ve miyokard ATP seviyelerini korumak için gösterilmiştir. Işemi olarak miyokardiyal yaralanmasının metabolik etkileri, okuyan, çoğu zaman, etkilenen dokunun konumunu belirlemek için gereklidir. Bu NADH (nikotinamid adenin dinükleotid indirgenmiş formu) 9-11 floresans, bir koenzim mitokondri içinde bol miktarda bulunan ve görüntüleme yapılabilir. NADH floresans (fNADH) yerel oksijen konsantrasyonu 12 ile yakın bir doğrusal ters ilişki görüntüler ve mitokondriyal redoks devlet 13 bir ölçüsünü verir. hipoksik ve iskemik koşullarında fNADH görüntüleme hipoksik bölgelerde 14, 15 tanımlamak ve ilerlemesini izlemek için bir boya içermeyen bir yöntem olarak kullanılmıştırZaman üzerinde 10 hipoksik koşullarda. Yöntemin amacı miyosit metabolizma hızı değiştirmek veya hipoksi tetikleyebilir ya da ikisinin bir kombinasyonunu yaratmak protokolleri sırasında biventriküler çalışma kalplerin mitokondriyal redoks izlemektir. Yeni Zelanda beyaz tavşanı gelen Kalpler 37 ° C&#39;de bir çalışma biventriküler kalp sistemi (Hugo Sachs Elektronik) bağlı ve modifiye Krebs-Henseleit solüsyonu 16 ile perfüze edildi Aort, AG, pulmoner arter ve sol ve sağ atriyum basınçları kaydedildi. Elektrik faaliyeti monofazik aksiyon potansiyeli elektrot kullanılarak ölçüldü. Görüntü fNADH için, bir cıva lambanın ışık süzüldü (350 ± 25 nm) ve epikarda aydınlatmak için kullanıldı. Yayılan ışık süzülür (460 ± 20 nm) ve bir CCD kamera kullanılarak görüntülendi. Farklı pacing hızları sırasında biventriküler çalışma kalplerin epikardiyal fNADH değişiklikler sunulmuştur. Kalp modeli ve fNADH görüntüleme kombinasyonugerçekçi fizyolojik koşullar çerçevesinde akut kardiyak patolojiler çalışılmasında yeni ve değerli bir deney aracı sağlar.

Watch this Scientific Journal Video about NADH Fluorescence Imaging of Isolated Biventricular Working Rabbit Hearts at JoVE.com

NADH Fluorescence Imaging of Isolated Biventricular Working Rabbit Hearts

Objektif fizyolojik preload ve afterload baskıların kapsamında izole kalplerin mitokondriyal redoks izlemektir. Bir biventriküler çalışma tavşan kalp modeli sunulmuştur. NADH, yüksek çözünürlükte zamanmekansal floresans görüntüleme epikardiyal doku mitokondriyal redoks izlemek için kullanılır.

İzole Biventriküler ve NADH Floresans Görüntüleme Tavşan Kalpler Çalışma

Since its inception by Langendorff1, the isolated perfused heart remains a prominent tool for studying cardiac physiology2. However, it is not well-suited ...

nadh-fluorescence-imaging-isolated-biventricular-working-rabbit

Research

JoVE Journal

Medicine

17.9K Görüntüleme.  The George Washington University. Objektif fizyolojik preload ve afterload baskıların kapsamında izole kalplerin mitokondriyal redoks izlemektir. Bir biventriküler çalışma tavşan kalp modeli sunulmuştur. NADH, yüksek çözünürlükte zamanmekansal floresans görüntüleme epikardiyal doku mitokondriyal redoks izlemek için kullanılır.

Video: NADH Fluorescence Imaging of Isolated Biventricular Working Rabbit Hearts

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

Bioengineered mouse models have become powerful research tools in determining causal relationships between molecular alterations and models of cardiovascular disease. Although molecular biology is necessary in identifying key changes in the signaling pathway, it is not a surrogate for functional significance. While physiology can provide answers to the question of function, combining physiology with biochemical assessment of metabolites in the intact, beating heart allows for a complete picture of cardiac function and energetics. For years, our laboratory has utilized isolated heart perfusions combined with nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy to accomplish this task. Left ventricular function is assessed by Langendorff-mode isolated heart perfusions while cardiac energetics is measured by performing 31P magnetic resonance spectroscopy of the perfused hearts. With these techniques, indices of cardiac function in combination with levels of phosphocreatine and ATP can be measured simultaneously in beating hearts. Furthermore, these parameters can be monitored while physiologic or pathologic stressors are instituted. For example, ischemia/reperfusion or high workload challenge protocols can be adopted. The use of aortic banding or other models of cardiac pathology are apt as well. Regardless of the variants within the protocol, the functional and energetic significance of molecular modifications of transgenic mouse models can be adequately described, leading to new insights into the associated enzymatic and metabolic pathways. Therefore, 31P NMR spectroscopy in the isolated perfused heart is a valuable research technique in animal models of cardiovascular disease.

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

Langendorff-mode isolated heart perfusion, in conjunction with 31P NMR spectroscopy, combines the fields of biochemistry and physiology into one experiment. The protocol allows for the dynamic measurement of high energy phosphate content and turnover in the heart while concurrently monitoring physiologic function. When performed correctly, this is a valuable technique in the assessment of cardiac energetics.

Kalp Fonksiyonu ve Enerji Kullanımı İzole Fare Kalpler Değerlendirilmesi 31 P NMR Spektroskopisi

Bioengineered mouse models have become powerful research tools in determining causal relationships between molecular alterations and models of ...

Tıp

In vivo Imaging of Tumor Angiogenesis using Fluorescence Confocal Videomicroscopy

Fibered confocal fluorescence in vivo imaging with a fiber optic bundle uses the same principle as fluorescent confocal microscopy. It can excite fluorescent in situ elements through the optical fibers, and then record some of the emitted photons, via the same optical fibers. The light source is a laser that sends the exciting light through an element within the fiber bundle and as it scans over the sample, recreates an image pixel by pixel. As this scan is very fast, by combining it with dedicated image processing software, images in real time with a frequency of 12 frames/sec can be obtained.
We developed a technique to quantitatively characterize capillary morphology and function, using a confocal fluorescence videomicroscopy device. The first step in our experiment was to record 5 sec movies in the four quadrants of the tumor to visualize the capillary network. All movies were processed using software (ImageCell, Mauna Kea Technology, Paris France) that performs an automated segmentation of vessels around a chosen diameter (10 &mu;m in our case). Thus, we could quantify the 'functional capillary density', which is the ratio between the total vessel area and the total area of the image. This parameter was a surrogate marker for microvascular density, usually measured using pathology tools.
The second step was to record movies of the tumor over 20 min to quantify leakage of the macromolecular contrast agent through the capillary wall into the interstitium. By measuring the ratio of signal intensity in the interstitium over that in the vessels, an 'index leakage' was obtained, acting as a surrogate marker for capillary permeability.

In vivo Imaging of Tumor Angiogenesis using Fluorescence Confocal Videomicroscopy

In this paper, we present a method to analyze tumor microvessels in vivo using dynamic contrast-enhanced fluorescence videomicroscopy. Two quantitative parameters were acquired: functional capillary density reflecting the vascularity of the tumor, and index leakage reflecting the leakiness of the endothelial wall.

Flüoresans Konfokal videomikroskopi kullanılarak tümör Angiogenesis İn vivo

Fibered confocal fluorescence in vivo imaging with a fiber optic bundle uses the same principle as fluorescent confocal microscopy. It can excite ...

An Isolated Working Heart System for Large Animal Models

Since its introduction in the late 19th century, the Langendorff isolated heart perfusion apparatus, and the subsequent development of the working heart model, have been invaluable tools for studying cardiovascular function and disease1-15. Although the Langendorff heart preparation can be used for any mammalian heart, most studies involving this apparatus use small animal models (e.g., mouse, rat, and rabbit) due to the increased complexity of systems for larger mammals1,3,11. One major difficulty is ensuring a constant coronary perfusion pressure over a range of different heart sizes &#8211; a key component of any experiment utilizing this device1,11. By replacing the classic hydrostatic afterload column with a centrifugal pump, the Langendorff working heart apparatus described below allows for easy adjustment and tight regulation of perfusion pressures, meaning the same set-up can be used for various species or heart sizes. Furthermore, this configuration can also seamlessly switch between constant pressure or constant flow during reperfusion, depending on the user&#8217;s preferences. The open nature of this setup, despite making temperature regulation more difficult than other designs, allows for easy collection of effluent and ventricular pressure-volume data.

Most studies involving the Langendorff apparatus use small animal models due to the increased complexity of systems for larger mammals. We describe a Langendorff system for large animal models that allows for use across a range of species, including humans, and relatively easy data acquisition.

Büyük Hayvan Modelleri için bir İzole Çalışma Kalp Sistemi

Since its introduction in the late 19th century, the Langendorff isolated heart perfusion apparatus, and the subsequent development of the working heart ...

Working with Human Tissues for Translational Cancer Research

Medical research for human benefit is greatly impeded by the necessity for human tissues and subjects. However, upon obtaining consent for human specimens, precious samples must be handled with the greatest care in order to ensure integrity of organs, tissues, and cells to the highest degree. Unfortunately, tissue processing by definition requires extraction of tissues from the host, a change which can cause great cellular stress and have major repercussions on subsequent analyses. These stresses could result in the specimen being no longer representative of the site from which it was retrieved. Therefore, a strict protocol must be adhered to while processing these specimens to ensure representativeness. The desired assay(s) must also be taken into consideration in order to ensure that an optimal technique is used for sample processing. Outlined here is a protocol for tissue retrieval, processing and various analyses which may be performed on processed tissue in order to maximize downstream production from limited tissue samples.

Translational cancer research is dependent on extraction of human tissues. Much work has gone into optimizing extraction methods for ex vivo analysis. Here, we describe tissue processing methods allowing for maximal data output from limited samples.

Translational Kanser Araştırma İnsan Doku ile Çalışma

Medical research for human benefit is greatly impeded by the necessity for human tissues and subjects. However, upon obtaining consent for human ...

Fluorescence-mediated Tomography for the Detection and Quantification of Macrophage-related Murine Intestinal Inflammation

Murine models of disease are indispensable to scientific research. However, many diagnostic tools such as endoscopy or tomographic imaging are not routinely employed in animal models. Conventional experimental readouts often rely on post mortem and ex vivo analyses, which prevent intra-individual follow-up examinations and increase the number of study animals needed. Fluorescence-mediated tomography enables the non-invasive, repetitive, quantitative, three-dimensional assessment of fluorescent probes. It is highly sensitive and permits the use of molecular makers, which allows for the specific detection and characterization of distinct molecular targets. In particular, targeted probes represent an innovative tool for analyzing gene activation and protein expression in inflammation, autoimmune disease, infection, vascular disease, cell migration, tumorigenesis, etc. In this article, we provide step-by-step instructions on this sophisticated imaging technology for the in vivo detection and characterization of inflammation (i.e., F4/80-positive macrophage infiltration) in a widely used murine model of intestinal inflammation. This technique might also be used in other research areas, such as immune cell or stem cell tracking.

Target-specific probes represent an innovative tool for analyzing molecular mechanisms, such as protein expression in various types of disease (e.g., inflammation, infection, and tumorigenesis). In this study, we describe a quantitative three-dimensional tomographic assessment of intestinal macrophage infiltration in a murine model of colitis using F4/80-specific fluorescence-mediated tomography.

Floresan-aracılı tomografi algılama ve fare bağırsak iltihabı makrofaj ile ilgili miktar

Murine models of disease are indispensable to scientific research. However, many diagnostic tools such as endoscopy or tomographic imaging are not ...

Semi-Minimal Invasive Method to Induce Myocardial Infarction in Rats and the Assessment of Cardiac Function by an Isolated Working Heart System

Myocardial infarction (MI) remains the main contributor to morbidity and mortality worldwide. Therefore, research on this topic is mandatory. An easily and highly reproducible MI induction procedure is required to obtain further insight and better understanding of the underlying pathological changes. This procedure can also be used to evaluate the effects or potency of new and promising treatments (as drugs or interventions) in acute MI, subsequent remodeling and heart failure (HF). After intubation and pre-operative preparation of the animal, an anesthetic protocol with isoflurane was performed, and the surgical procedure was conducted&#160;quickly. Using a minimally invasive approach, the left anterior descending artery (LAD) was located and occluded by a ligature. The occlusion can be performed acutely for subsequent reperfusion (ischemia/reperfusion injury). Alternatively, the vessel can be ligated permanently to investigate the development of chronic MI, remodeling or HF. Despite common pitfalls, the drop-out rates are minimal. Various treatments such as remote ischemic conditioning can be examined for their cardioprotective potential pre-, peri- and post-operatively. The post-operative recovery was quick as the anesthesia was precisely controlled and the duration of the operation was short. Post-operative analgesia was administered for three days. The minimally invasive procedure reduces the risk of infection and inflammation. Furthermore, it facilitates rapid recovery. The &#8220;working heart&#8221; measurements were performed ex vivo and enabled precise control of preload, afterload and flow. This procedure requires specific equipment and training for adequate performance. This manuscript provides a detailed step-by-step introduction for conducting these measurements.

This article presents an efficient method to perform myocardial ischemia and subsequent chronic reperfusion in rats using a minimally invasive approach. In addition, left ventricular hemodynamic function of rats is assessed by echocardiography and isolated working heart methods.&#160;

Sıçanlarda Miyokard İnfarktüsü İndükleyen Yarı-Minimal İnvaziv Yöntem ve İzole Çalışan Kalp Sistemi Ile Kardiyak Fonksiyonun Değerlendirilmesi

Myocardial infarction (MI) remains the main contributor to morbidity and mortality worldwide. Therefore, research on this topic is mandatory. An easily ...

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.

Farelerde Kapalı Göğüs Kateterizasyonu ile Kardiyak Fonksiyon ve Basınç-Hacim Döngülerinin Biventriküler Değerlendirmesi

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

Refined CLARITY-Based Tissue Clearing for Three-Dimensional Fibroblast Organization in Healthy and Injured Mouse Hearts

Cardiovascular disease is the most prevalent cause of mortality worldwide and is often marked by heightened cardiac fibrosis that can lead to increased ventricular stiffness with altered cardiac function. This increase in cardiac ventricular fibrosis is due to activation of resident fibroblasts, although how these cells operate within the 3-dimensional (3-D) heart, at baseline or after activation, is not well understood. To examine how fibroblasts contribute to heart disease and their dynamics in the 3-D heart, a refined CLARITY-based tissue clearing and imaging method was developed that shows fluorescently labeled cardiac fibroblasts within the entire mouse heart. Tissue resident fibroblasts were genetically labeled using Rosa26-loxP-eGFP florescent reporter mice crossed with the cardiac fibroblast expressing Tcf21-MerCreMer knock-in line. This technique was used to observe fibroblast localization dynamics throughout the entire adult left ventricle in healthy mice and in fibrotic mouse models of heart disease. Interestingly, in one injury model, unique patterns of cardiac fibroblasts were observed in the injured mouse heart that followed bands of wrapped fibers in the contractile direction. In ischemic injury models, fibroblast death occurred, followed by repopulation from the infarct border zone. Collectively, this refined cardiac tissue clarifying technique and digitized imaging system allows for 3-D visualization of cardiac fibroblasts in the heart without the limitations of antibody penetration failure or previous issues surrounding lost fluorescence due to tissue processing.

A refined method of tissue clearing was developed and applied to the adult mouse heart. This method was designed to clear dense, autofluorescent cardiac tissue, while maintaining labeled fibroblast fluorescence attributed to a genetic reporter strategy.

Sağlıklı ve Yaralı Fare Kalplerinde Üç Boyutlu Fibroblast Organizasyonu için Rafine CLARITY Tabanlı Doku Temizleme

Cardiovascular disease is the most prevalent cause of mortality worldwide and is often marked by heightened cardiac fibrosis that can lead to increased ...

Isolated Lung Perfusion System in the Rabbit Model

The isolated lung perfusion system has been widely used in pulmonary research, contributing to elucidate the lungs&#39; inner workings, both micro and macroscopically. This technique is useful in the characterization of pulmonary physiology and pathology by measuring metabolic activities and respiratory functions, including interactions between circulatory substances and the effects of inhaled or perfused substances, as in drug testing. While in vitro methods involve the slicing and culturing of tissues, the isolated ex vivo lung perfusion system allows to work with a complete functional organ making possible the study of a continuous physiological function while recreating ventilation and perfusion. However, it should be noted that the effects of the absence of central innervation and lymphatic drainage still have to be fully assessed. This protocol aims to describe the assembly of the isolated lung apparatus, followed by the surgical extraction and cannulation of lungs and heart from experimental lab animals, as well as to display the perfusion technique and signal processing of data. The average viability of the isolated lung ranges between 5-8 h; during this period, the pulmonary capillary permeability increases, causing edema and lung injury. The functionality of preserved pulmonary tissue is measured by the capillary filtration coefficient (Kfc), used to determine the extent of pulmonary edema through time.

The isolated rabbit lung preparation is a gold standard tool in pulmonary research. This publication aims to describe the technique as developed for the study of physiological and pathological mechanisms involved in airway reactivity, lung preservation, and preclinical research in lung transplantation and pulmonary edema.

Tavşan Modelinde İzole Akciğer Perfüzyon Sistemi

The isolated lung perfusion system has been widely used in pulmonary research, contributing to elucidate the lungs&#39; inner workings, both micro and ...

Assessment of Ex Vivo Murine Biventricular Function in a Langendorff Model

Primary graft dysfunction (PGD) remains the leading cause of early death following heart transplantation. Prolonged ischemic time during cold preservation is an important risk factor for PGD, and reliable evaluation of cardiac function is essential to study the functional responses of the donor heart after cold preservation. The accompanying video describes a technique to assess murine right and left ventricular function using ex vivo perfusion based in a Langendorff model after cold preservation for different durations. In brief, the heart is isolated and stored in a cold histidine-tryptophan-ketoglutarate (HTK) solution. Then, the heart is perfused with a Kreb buffer in a Langendorff model for 60 min. A silicone balloon is inserted into the left and right ventricle, and cardiac functional parameters are recorded (dP/dt, pressure-volume relationships). This protocol allows the reliable evaluation of cardiac function after different heart preservation protocols. Importantly, this technique allows the study of cardiac preservation responses specifically in native cardiac cells. The use of very small murine hearts allows access to an enormous array of transgenic mice to investigate the mechanisms of PGD.

Assessment of Ex Vivo Murine Biventricular Function in a Langendorff Model

Presented here is a protocol to reliably quantify the right and left ventricular function of donor hearts after cold preservation using an ex vivo perfusion system.

Ex Vivo Murin Biventriküler Fonksiyonunun Langendorff Modelinde Değerlendirilmesi

Primary graft dysfunction (PGD) remains the leading cause of early death following heart transplantation. Prolonged ischemic time during cold preservation ...