Name: induction and assessment of ischemia-reperfusion injury in langendorff-perfused rat hearts
Uploaded: 2015-07-27T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 58 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Induction and Assessment of Ischemia-reperfusion Injury in Langendorff-perfused Rat Hearts at JoVE.com

Bu yayın Güney Carolina Tıp Üniversitesi akademik ev, NIH / NCATS Hibe Numarası UL1 TR000062 ile, South Carolina Klinik ve Translational Research (SCTR) Enstitüsü tarafından desteklenmiştir. Ek destek DRM VA liyakat ödülü BX002327-01 tarafından sağlandı. DJH NIH / NCATS Hibe Numarası TL1 TR000061 tarafından ve NIH Hibe Numarası T32 GM008716 tarafından desteklenmiştir. DENİZ NIH Hibe Numarası T32 HL07260 tarafından desteklenmiştir.

Burada listelenen tüm işlemler Güney Carolina Tıp Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Kurulu tarafından onaylanmıştır. Burada tarif edilen deneyler, akut, hayatta olmayan deneylerdir. Bu nedenle, var göz merhemi hiçbir kullanımı ve steril bir çalışma paketi gerekli değildir. Ötanazi kalbin hasat sırasında eksanguinasyon yoluyla elde edilir. 1. Deneysel hazırlanması <ol><li> Sabit bir basınç veya sabit akış Langendorff perfüzyon Aparatı 4 ya ayarlayın. </li><li> Tadil edilmiş bir Krebs Henseleit tamponu 4 L hazırlayın (mM olarak: 112 NaCl, 5 KCl, 1.2 MgSO 4, 1 K 2 HPO 4, 1.25 CaCl2, 25 NaHCO 3, 11 D-glikoz, 0.2 oktanoik asit, pH = 7.4). <ol><li> 10x stok tamponlar olun. <ol><li> 3 L&#39;lik, aşırı saf su içinde NaCI, KCI, MgSO 4 ve K 2 HPO 4 eritin. </li><li> 500 ml ultra saf su wi CaCl 2 çözülür1 N HCI, 40 ml inci. </li><li> Yavaşça 1.2.1.1 yapılan tampon CaCl2 çözüm ekleyin. 4 L. toplam kadar ultra-saf su ilave bir 0.8 um&#39;lik bir filtreden filtre edilmeden önce 1 saat boyunca karışmaya bırakın. 4 ° C&#39;de saklayın. </li><li> 4 L ultra saf su içinde NaHCO 3 eritin. 0.8 um filtre ile süzülmeden önce 1 saat boyunca karışmaya bırakın. Mağaza 4 ° C&#39;de </li></ol></li><li> 400 ml 10x NaHCO 3 tamponla 400 ml 10x Krebs Henseleit tampon birleştirin. Karıştırılırken glikoz ve oktanoik asit içinde çözündürülür 4 L. toplam kadar ultra-saf su ilave edilir. 0.8 um&#39;lik bir filtreden filtre. </li></ol></li><li> Kalp için sistem hazırlayın. <ol><li> 4 L&#39;lik bir şişeye süzüldü tampon 2 L ekleme aort kanülüne bağlanmış vana yukarıda 38 yerleştirilir. Bu, önerilen perfüzyon basıncı 4 olan kalp, 70-80 mmHg perfüzyon basıncını teslim edecek. </li><li> Şişede tampon içine gaz dağıtım bubbler yerleştirin. </li><li> Boru içinden kabarcıkları ortadan kaldırmak için emin olmak, sistem üzerinden tampon çalıştırın. </li><li> Kalp sistemi yerleştirilmesi için önce gaz (% 95 O 2 /% 5 CO 2) en az 30 dakika açın. Oksijen doygunluğu doğrulamak için bir gaz akış probu ve kan gazı analizörü kullanın. </li></ol></li><li> Cerrahi malzemeleri ve balon hazırlayın. <ol><li> Kalbin hasat için 6.75 bir çift &quot;cerrahi makas, 4.5 bir çift&quot; makas, 27 G iğne, 0-guage ipek sütür 2 adet (yaklaşık 15 hemostat iki çift, caramalt forseps iki takım, iki şırınga hazırlamak cm uzunluğunda), bir 1/16 inç dikenli kanülü, bir trakeal kanül. </li><li> Trakeal kanül monte etmek için, Y-konnektörüne 1/16 inç çaplı plastik boru kısa bir parça yapıştırıcı. </li><li> Balon cihazı monte etmek için: 1/16 inç boru parçasına bir gavaj iğne takılır, daha sonra basınç dönüştürücü konut hortumu takmak. Basınç tr diğer tarafına bağlı küçük bir şırıngaansducer konut balonu şişmesini ve sönmesini sağlayacaktır. <ol><li> Merkezinde sonda iğne plastik wrap ve yer ucunun bir kare kesin. Gavaj iğnenin etrafına plastik wrap sarın. </li><li> Tuzlu su ile balon doldurun ve iki dikiş ile kapalı kravat. Herhangi bir sızıntı olmadığından emin olmak için balonu şişirin. şişirilmiş balon içindeki tuzlu su hacmi yaklaşık 200 ul olmalıdır, ancak sıçan büyüklüğüne bağlı olarak değişebilir. </li><li> Alternatif olarak, plastik sargı yerine bir lateks parmak yatağı kullanır. Parmak karyolası içinde sonda iğne yerleştirin tuzlu su ile doldurun ve kapalı kravat. </li></ol></li></ol></li></ol> 2. Hasat Kalp <ol><li> Bir decapicone veya diğer manuel emniyet aygıtı kullanarak bir Sprague Dawley sıçan kısıtlamaktadır. Sıçan tartılır. </li><li> Sıçan anestezisi için intraperitonal enjeksiyon yoluyla ketamin / ksilazin karışımı (0.85 mg / kg ketamin ve 0.15 mg / kg ksilazin) uygulayınız. Anestezik Bu doz için yeterli anestezi sağlayacaktır20-40 dakika, ancak prosedür olarak hızla anestezi onaylandıktan sonra mümkün olduğunca tamamlanması gerekmektedir. </li><li> Test ayak tutam refleks ile anestezi uygun derecede onaylayın. </li><li> Nefes borusu ameliyatı <ol><li> Kesi yapmak için postu ve makas yükseltmek için hemostat kullanarak, çene tabanına orta forepaw gelen postu çıkarın. Postu boyunca kesip çıkarmak için izin, altta yatan kas ayırmak için yükseltilmiş postu tutun. </li><li> Hemostat kullanarak, glandüler doku kaldırın ve bez dokuya fasya yatay kesi alt olun. Nick değil şah damarlar özen açık kesi yaymak için hemostat kullanın. </li><li> , Hemostat kullanma tutam kas trakea örten ve kullanan makas sadece hemostat ucu altındaki kas enine kesi yapmak. Hemostat kullanarak, trakea ortaya çıkarmak için birbirinden doku yayıldı. </li><li> Dikkatle hafifçe ilerleyen ve hemostat geri çekilmesiyle ilerlerken fasya temizleyerek, trakea altında hemostat yerleştirin. </li><li>Hemostatlar başarıyla trakea arkasına konduğunda, hemostatlarla 0-0 ipek sütür çimdik ve makas küçük, keskin çifti ile trakea Hemisect. </li><li> , Hemisected trakea içine trakeal kanül yerleştirin trakea arkasında dikiş çekin ve bir cerrah düğümü ile kanül Y-kasık sütür demirleme, kanüle trakea etrafında dikiş kravat. </li><li> 27 G iğne kullanarak, şah damarına 1000 U / kg heparin enjekte ve 30 saniye süreyle sirküle izin verir. </li></ol></li><li> Torakotomi <ol><li> Hemostatlarla kısma ve makasla keserek orta forepaw bölgeye orta karından postu çıkarın. </li><li> Hemen diyaframın altında, karın kası duvarında içine ¾ inç enine kesi olun. </li><li> Sternum boyunca kesme, karın duvarı ve göğüs duvarı yukarı dikey bir kesi yapmak. </li><li> Geri bilateral diyaframı Kes, daha sonra kalbi, bu yaymak kalmasını sağlamak için hemostatlarla kelepçe göğüs kafesi ortaya çıkarmak için göğüs kafesi yayıldı. </li&gt; <li> Hemostat kullanarak, yavaşça çıkan aort açığa timus çıkarın. </li><li> Hemostat ucu ile izin fasya yayılan hafifçe ilerleyen ve hemostat geri çekilmeden ve aort döngü hemostat Tease. </li><li> , Çıkan aort arkasında 0-0 ipek sütür çekin gevşek bir yarım kare düğüm içine dikiş kravat hemostat kullanın. </li><li> Perfüzyon tamponu Hemisect aort akışını başlatmak ve hemen aort lümeni içine kanül eklemek için musluğunu getirin. Hızla yarım kare düğüm cinch ve iyice sıkarak, düğümü tamamlayın. </li><li> Uzaklıkta büyük damarların kalbi incelemek göğüs kalp kaldırmak ve perfüzyon sütuna eklemek için makas kullanın. </li><li> Aşırı akciğer dokusu uzak trim ve kalp balon yerleştirilmesinden önce yaklaşık 15 dakika boyunca kolonu üzerinde dengelenmeye gelmeye bırakın. 10-20 ml / dk kalbinden tampon normal akış hızını kullanarak. </li></ol></li></ol> 3. Langendorff Perfüzyon ve İskemi Reperfüzyon Hasarı <ol><li> LV öncesi Yerleştirmessure balon <ol><li> Bir koni şekline haddeleme sırasında balon Deflate ve balon sönük kalmasını sağlamak için musluğunu açın. </li><li> ÖTV mitral kapak erişimi maruz makas küçük bir çifti ile atrium bıraktı. </li><li> Sol atrium ve sol ventrikül içine mitral kapaktan balonu yerleştirin. </li><li> Basıncı izleme yazılımını başlatın (LabChart Pro). </li><li> Stopcock açarak ve yavaşça mikromanometre okuma diastolik basınç sıfır geçene kadar balon serum fizyolojik miktarını artırarak balonu şişirmek. </li><li> Yavaş yavaş havasını, uzunluk-gerilim yanıtını kontrol 75 mmHg diyastolik basınç yavaş yavaş balonu şişirmek için bir kez tekrarlayın. </li><li> Balonla tuzlu miktarını modüle ederek 10 mmHg diyastolik basınç olarak ayarlayın. Enflasyon bu seviyede balonu mühür stopcock çevirin ve LV balon ve basınç dönüştürücü arasındaki kapalı basınç sistemi korumak. </li><li> Plastik ile ısıtılan bölme ve kapak odasına düşük kalp. </li></ol></li><li> Ilanİskemi Reperfüzyon Hasarı ve ministration <ol><li> Isıtmalı odasının alt Tak ve oda effused tampon ile doldurmak için izin verir. </li><li> Tampon kalbini batık zaman, küresel iskemi uyaran, kalbine tampon akışını durdurmak için stopcock çevirin. Iskemi süresi deney hedeflerine bağlı olarak değişebilir. </li><li> Iskemi 30 dakika sonra, reperfüzyon başlatılması, kalp içine tampon maddesi akışını geri musluğunu açın. </li><li> Deney sonlandırmadan önce 1 saat süreyle kalp reperfüzyon izin verin. Deney hedeflerine bağlı olarak, değişken reperfüzyon kez kullanabilirsiniz. </li></ol></li><li> Deney sona ermesi ve Doku Hasat <ol><li> Vana yan bağlantı noktasını kullanarak, 10 ml &#39;lik bir oranda kalp içine, 4 ° C&#39;de fosfat tamponlu tuzlu su içinde 10 ml tatbik / dak kalbi durdurmak için. </li><li> Perfüzyon sütunundan kalbi çıkarın atriyal doku kalan uzak trim. </li><li> Pa ile kaplayın, paslanmaz çelik, doku dilimleme matrisi içine kalbi yerleştirin8 dakika boyunca, ya da kalp kadar -80 ° C &#39;de rafilm ve yer hatmi benzeri bir tutarlılığı vardır. </li><li> Dondurucudan çıkarın bloğunu ve 2 mm&#39;lik dilimler halinde kalbi dilim matris dilimleme içine jilet yerleştirin. Doku blokları da 2 mm&#39;den daha başka dilim boyutları ile satın alınabilir. </li><li> Bir defada dilimleri birini çıkarın ve biyokimyasal çalışmalar için dondurma flaş sıvı azot içine bırakın. Enfarktüs boyama apeks üçüncü ventrikül dilim saklayın. </li><li> Biyokimyasal deneylerde kullanılana kadar -80 ° C&#39;de, sıvı azot ve deposundan doku çıkarın. </li></ol></li><li> Enfarktüs Boyama <ol><li> 15 dakika boyunca 37 ° C&#39;de / hac trifeniltetrazolyum klorür (TTC)% 1 w 10 ml, üçüncü ventriküler dilimleri inkübe edin. Not: TTC Kuluçka etkinliği 15 herhangi bir değişiklik ile 15 ya da 30 dakika süre ile gerçekleştirilebilir. </li><li> % 10 tamponlu formalin için TTC doku dilim aktarın ve gece boyunca oda sıcaklığında inkübe edin. En iyi sonuçlar için, duymakts formalin üzerinden alındı ​​ve 24 saat 4 olan görüntülü olmalıdır. </li><li> Böyle ImageJ olarak Fotoğraf lekeli dilim ve kullanım yazılım üreticisinin protokolüne göre infarkt boyutunu tahmin etmek. Boya zamanla kaybolacak kadar, tespit sonrasında kısa sürede fotoğraf çekmek. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Bainey, K. R., Armstrong, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+perspectives+on+reperfusion+injury+in+acute+myocardial+infarction.">Clinical perspectives on reperfusion injury in acute myocardial infarction.</a> American Heart Journal. 167 (5), 637-645 (2014).</li><li>Beyersdorf, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+controlled+reperfusion+strategies+in+cardiac+surgery+to+minimize+ischaemia/reperfusion+damage.">The use of controlled reperfusion strategies in cardiac surgery to minimize ischaemia/reperfusion damage.</a> Cardiovascular Research. 83 (2), 262-268 (2009).</li><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=Untersuchugen+am+&#252;berlebenden+S&#228;ugethierherzen.">Untersuchugen am &#252;berlebenden S&#228;ugethierherzen.</a> Pfl&#252;gers Archives. 61, 291-307 (1895).</li><li>Bell, R. M., Mocanu, M. M., Yellon, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Retrograde+heart+perfusion:+The+langendorff+technique+of+isolated+heart+perfusion.">Retrograde heart perfusion: The langendorff technique of isolated heart perfusion.</a> Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 50 (6), 940-950 (2011).</li><li>Tyers, G. F., Todd, G. J., Neely, J. R., Waldhausen, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+mechanism+of+myocardial+protection+from+ischemic+arrest+by+intracoronary+tetrodotoxin+administration.">The mechanism of myocardial protection from ischemic arrest by intracoronary tetrodotoxin administration.</a> The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 69 (2), 190-195 (1975).</li><li>Murry, C. E., Jennings, R. B., Reimer, 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=Preconditioning+with+ischemia:+A+delay+of+lethal+cell+injury+in+ischemic+myocardium.">Preconditioning with ischemia: A delay of lethal cell injury in ischemic myocardium.</a> Circulation. 74 (5), 1124-1136 (1986).</li><li>Kolwicz, S. C., Tian, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+cardiac+function+and+energetics+in+isolated+mouse+hearts+using+31P+NMR+spectroscopy.">Assessment of cardiac function and energetics in isolated mouse hearts using 31P NMR spectroscopy.</a> The Journal of Visualized Experiments. (42), (2010).</li><li>Fishbein, M. C., 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=Early+phase+acute+myocardial+infarct+size+quantification:+Validation+of+the+triphenyl+tetrazolium+chloride+tissue+enzyme+staining+technique.">Early phase acute myocardial infarct size quantification: Validation of the triphenyl tetrazolium chloride tissue enzyme staining technique.</a> American Heart Journal. 101 (5), 593-600 (1981).</li><li>Aune, S. E., Herr, D. J., Mani, S. K., Menick, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selective+inhibition+of+class+I+but+not+class+IIb+histone+deacetylases+exerts+cardiac+protection+from+ischemia+reperfusion.">Selective inhibition of class I but not class IIb histone deacetylases exerts cardiac protection from ischemia reperfusion.</a> Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 72, 138-145 (2014).</li><li>Yellon, D. M., 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=The+protective+role+of+heat+stress+in+the+ischaemic+and+reperfused+rabbit+myocardium.">The protective role of heat stress in the ischaemic and reperfused rabbit myocardium.</a> Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 24 (8), 895-907 (1992).</li><li>Khaliulin, I., 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=Temperature+preconditioning+of+isolated+rat+hearts--a+potent+cardioprotective+mechanism+involving+a+reduction+in+oxidative+stress+and+inhibition+of+the+mitochondrial+permeability+transition+pore.">Temperature preconditioning of isolated rat hearts--a potent cardioprotective mechanism involving a reduction in oxidative stress and inhibition of the mitochondrial permeability transition pore.</a> The Journal of Physiology. 581 (Pt 3), 1147-1161 (2007).</li><li>Molojavyi, 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=Effects+of+ketamine+and+its+isomers+on+ischemic+preconditioning+in+the+isolated+rat+heart).">Effects of ketamine and its isomers on ischemic preconditioning in the isolated rat heart).</a> Anesthesiology. 94 (4), 623-629 (2001).</li><li>Asfour, 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=NADH+fluorescence+imaging+of+isolated+biventricular+working+rabbit+hearts.">NADH fluorescence imaging of isolated biventricular working rabbit hearts.</a> The Journal of Visualized Experiments. (65), (2012).</li><li>Sill, B., Hammer, P. E., Cowan, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+mapping+of+langendorff-perfused+rat+hearts.">Optical mapping of langendorff-perfused rat hearts.</a> The Journal of Visualized Experiments. (30), (2009).</li><li>Ferrera, R., Benhabbouche, S., Bopassa, J. C., Li, B., Ovize, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=One+hour+reperfusion+is+enough+to+assess+function+and+infarct+size+with+TTC+staining+in+langendorff+rat+model.">One hour reperfusion is enough to assess function and infarct size with TTC staining in langendorff rat model.</a> Cardiovascular Drugs and Therapy. 23 (4), 327-331 (2009).</li><li>Sutherland, F. J., Shattock, M. J., Baker, K. E., Hearse, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mouse+isolated+perfused+heart:+Characteristics+and+cautions.">Mouse isolated perfused heart: Characteristics and cautions.</a> Clinical and Experimental Pharmacology and Physiology. 30 (11), 867-878 (2003).</li><li>Reichelt, M. E., Willems, L., Hack BA, ., Peart, J. N., Headrick, 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=Cardiac+and+coronary+function+in+the+langendorff-perfused+mouse+heart+model.">Cardiac and coronary function in the langendorff-perfused mouse heart model.</a> Experimental Physiology. 94 (1), 54-70 (2009).</li><li>Xie, M., 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=Histone+deacetylase+inhibition+blunts+ischemia/reperfusion+injury+by+inducing+cardiomyocyte+autophagy.">Histone deacetylase inhibition blunts ischemia/reperfusion injury by inducing cardiomyocyte autophagy.</a> Circulation. 129 (10), 1139-1151 (2014).</li></ol>

The authors declare that they have no competing financial interests.

İzole perfüze sıçan kalp başarıyla iskemi reperfüzyon hasarı 9 kardiyak önkoşullama üzerindeki farmakolojik müdahalenin etkisini araştırmak için kullanılabilir. Ancak, tekrarlanabilir sonuçlar sağlamak için standardize edilmelidir prosedüre bazı temel adımlar vardır. Sistem içinde 37.4 ° C arasında bir sıcaklık muhafaza hatta hafif ve hipotermi hipertermi kalp önkoşullanma 10,11 neden olabilir, kritik öneme sahiptir. ketamin ile uzun süreli maruz kalp önkoşullama <...

Hem iskemi ve reperfüzyon kardiyak tepkiyi altında yatan olaylar izahı aort kros-sıkma 2. gerektiren miyokard infarktüsü 1 ve kardiyak cerrahi işlemlerin tedavi geliştirilmesi esastır. Iskemi reperfüzyon hasarının in vivo modelleri, çok kullanışlı bir son nokta analizi sağlarken, gerçek zamanlı olarak, akut iskemi reperfüzyon hasarının fonksiyonel etkilerinin araştırılması için etkili değildir. In vivo iskemi reperfüzyon modelleri genellikle reperfüzyon sırasında infarkt önemli değişkenlik ve kalbe ilacın doğrudan teslim üretmek içinde Ayrıca, zordur. iskemi reperfüzyon hasarının incelenmesi için bir Langendorff izole kalp sisteminin kullanımı, farmakolojik tedaviler, enfarkte doku tek biçimli alan ve doğrudan miyokarda ilacın anlık teslimat gerçek zamanlı fonksiyonel değerlendirmesi için izin verir. İlk b&#39;deki1895, 3 y Oscar Langendorff, Langendorff izole kalp son 40 yıl 4,5 için iskemi reperfüzyon araştırmalarında kullanılan edilerek, iskemi reperfüzyon hasarı incelemek için sağlam bir modeldir. Burada, bazı değişiklikler fonksiyonel analiz için izole kalbi optimize etmek için yapılır. Aortun yerinde kanülasyon kalp kalpte iskemi reperfüzyon çalışmaların 6 sonuçlarını değiştirecek iskemik önkoşullanma, tecrübe etmediğini garanti iken. Bunu kolaylaştırmak için, bir traketomi havalandırma sağlayan ve ameliyat sırasında sıçan fizyolojik istikrarın sağlanması gerçekleştirilir. Bundan sonra, kalp, Krebs Henseleit tamponu aort içine doğrudan retrograd perfüzyon yoluyla teslim edildiği bir cam su ceketli sarmal kolonuna bağlanmıştır. Bir tuzlu su dolu balon sol ventrikül içerisine eklenen ve ventrikül An içinden baskıların gerçek zamanlı ölçümüne izin veren bir basınç transdüktörüne, bağlı olduğuBirden fazla fonksiyonel parametreler d hesaplanması. Deneyin sonunda, kalp kasılma ve DNA, RNA ve protein seviyeleri alt analiz sağlamak için sıvı azot içinde dondurulmuş flaş tutulması için bir soğuk tuzlu su ile yıkanır. Böylece değiştirilmiş, Langendorff perfüze kalp iskemi reperfüzyon hasarı sırasında akut herhangi bir zamanda farmakolojik müdahalelerin fizyolojik etkisinin direkt izlenmesi için etkili bir sistem olarak hizmet vermektedir.

<table><tbody><tr><td>Sodium Chloride</td><td>Sigma Aldrich</td><td>S3014</td><td></td></tr><tr><td>Potassium Chloride</td><td>Sigma Aldrich</td><td>P9541</td><td></td></tr><tr><td>Magnesium Sulfate</td><td>Sigma Aldrich</td><td>203726</td><td></td></tr><tr><td>Potassium Phosphate Dibasic</td><td>Sigma Aldrich</td><td>RES20765-A7</td><td></td></tr><tr><td>Calcium Chloride Dihydrate</td><td>Sigma Aldrich</td><td>C8106</td><td></td></tr><tr><td>Sodium Bicarbonate</td><td>Sigma Aldrich</td><td>S5761</td><td></td></tr><tr><td>D-Glucose</td><td>Sigma Aldrich</td><td>G8270</td><td></td></tr><tr><td>Octanoic Acid</td><td>Sigma Aldrich</td><td>C2875</td><td></td></tr><tr><td>2,3,5-triphenyltetrazolium chloride</td><td>Sigma Aldrich</td><td>T8877</td><td></td></tr><tr><td>Medical Pressure Transducer</td><td>MEMSCAP</td><td>SP844</td><td></td></tr><tr><td>Masterflex Peristaltic Pump</td><td>Cole Parmer</td><td>EW-07521-40</td><td></td></tr><tr><td>Masterflex Easy Load Pump Head</td><td>Cole Parmer</td><td>EW-07518-10</td><td></td></tr><tr><td>Heated circulating water bath</td><td>Lauda</td><td>M3</td><td></td></tr><tr><td>Tubing Flow Module</td><td>Transonic</td><td>TS410</td><td></td></tr><tr><td>Modular Research Console</td><td>Transonic</td><td>T402</td><td></td></tr><tr><td>Inline flow sensor</td><td>Transonic</td><td>ME2PXN</td><td></td></tr><tr><td>PowerLab Data Acquisition Device</td><td>AD Instruments</td><td>PL3508</td><td></td></tr><tr><td>LabChart data acquisition software</td><td>AD Instruments</td><td>MLU60/8</td><td></td></tr></tbody></table>

induction and assessment of ischemia-reperfusion injury in langendorff-perfused rat hearts

The biochemical events surrounding ischemia reperfusion injury in the acute setting are of great importance to furthering novel treatment options for myocardial infarction and cardiac complications of thoracic surgery. The ability of certain drugs to precondition the myocardium against ischemia reperfusion injury has led to multiple clinical trials, with little success. The isolated heart model allows acute observation of the functional effects of ischemia reperfusion injury in real time, including the effects of various pharmacological interventions administered at any time-point before or within the ischemia-reperfusion injury window. Since brief periods of ischemia can precondition the heart against ischemic injury, in situ aortic cannulation is performed to allow for functional assessment of non-preconditioned myocardium. A saline filled balloon is placed into the left ventricle to allow for real-time measurement of pressure generation. Ischemic injury is simulated by the cessation of perfusion buffer flow, followed by reperfusion. The duration of both ischemia and reperfusion can be modulated to examine biochemical events at any given time-point. Although the Langendorff isolated heart model does not allow for the consideration of systemic events affecting ischemia and reperfusion, it is an excellent model for the examination of acute functional and biochemical events within the window of ischemia reperfusion injury as well as the effect of pharmacological intervention on cardiac pre- and postconditioning. The goal of this protocol is to demonstrate how to perform in situ aortic cannulation and heart excision followed by ischemia/reperfusion injury in the Langendorff model.

sol ventrikül balon aparatı müteahhitlik sol ventrikül (Şekil 1) tarafından geliştirilen basınç gerçek zamanlı izleme sağlar. Daha önce 7 tarif edildiği gibi, bu basınç izleme ventriküler fonksiyon parametrelerinin çoğu hesaplamak için kullanılabilir. Bu hesaplamalar, başlangıç ​​aşaması olarak reperfüzyon fazı yapılan her bir grup içinde birden fazla izleri üzerinden ortalaması alınmış, ve daha önce 9 yapmış gibi farmakolojik müdahale, ka...

Watch this Scientific Journal Video about Induction and Assessment of Ischemia-reperfusion Injury in Langendorff-perfused Rat Hearts at JoVE.com

Induction and Assessment of Ischemia-reperfusion Injury in Langendorff-perfused Rat Hearts

The isolated rat heart is an enduring model for ischemia reperfusion injury. Here, we describe the process of harvesting the beating heart from a rat via in situ aortic cannulation, Langendorff perfusion of the heart, simulated ischemia-reperfusion injury, and infarct staining to confirm the extent of ischemic insult.

Langendorff-perfüze sıçan Hearts indüksiyon ve İskemi-reperfüzyon Hasarı Değerlendirilmesi

The biochemical events surrounding ischemia reperfusion injury in the acute setting are of great importance to furthering novel treatment options for ...

induction-assessment-ischemia-reperfusion-injury-langendorff-perfused

Research

JoVE Journal

Medicine

22.8K Görüntüleme.  Medical University of South Carolina. The isolated rat heart is an enduring model for ischemia reperfusion injury. Here, we describe the process of harvesting the beating heart from a rat via in situ aortic cannulation, Langendorff perfusion of the heart, simulated ischemia-reperfusion injury, and infarct staining to confirm the extent of ischemic insult.

Video: Induction and Assessment of Ischemia-reperfusion Injury in Langendorff-perfused Rat Hearts

Acute Myocardial Infarction in Rats

With heart failure leading the cause of death in the USA (Hunt), biomedical research is fundamental to advance medical treatments for cardiovascular diseases. Animal models that mimic human cardiac disease, such as myocardial infarction (MI) and ischemia-reperfusion (IR) that induces heart failure as well as pressure-overload (transverse aortic constriction) that induces cardiac hypertrophy and heart failure (Goldman and Tarnavski), are useful models to study cardiovascular disease. In particular, myocardial ischemia (MI) is a leading cause for cardiovascular morbidity and mortality despite controlling certain risk factors such as arteriosclerosis and treatments via surgical intervention (Thygesen). Furthermore, an acute loss of the myocardium following myocardial ischemia (MI) results in increased loading conditions that induces ventricular remodeling of the infarcted border zone and the remote non-infarcted myocardium. Myocyte apoptosis, necrosis and the resultant increased hemodynamic load activate multiple biochemical intracellular signaling that initiates LV dilatation, hypertrophy, ventricular shape distortion, and collagen scar formation. This pathological remodeling and failure to normalize the increased wall stresses results in progressive dilatation, recruitment of the border zone myocardium into the scar, and eventually deterioration in myocardial contractile function (i.e. heart failure). The progression of LV dysfunction and heart failure in rats is similar to that observed in patients who sustain a large myocardial infarction, survive and subsequently develops heart failure (Goldman). The acute myocardial infarction (AMI) model in rats has been used to mimic human cardiovascular disease; specifically used to study cardiac signaling mechanisms associated with heart failure as well as to assess the contribution of therapeutic strategies for the treatment of heart failure. The method described in this report is the rat model of acute myocardial infarction (AMI). This model is also referred to as an acute ischemic cardiomyopathy or ischemia followed by reperfusion (IR); which is induced by an acute 30-minute period of ischemia by ligation of the left anterior descending artery (LAD) followed by reperfusion of the tissue by releasing the LAD ligation (Vasilyev and McConnell). This protocol will focus on assessment of the infarct size and the area-at-risk (AAR) by Evan's blue dye and triphenyl tetrazolium chloride (TTC) following 4-hours of reperfusion; additional comments toward the evaluation of cardiac function and remodeling by modifying the duration of reperfusion, is also presented. Overall, this AMI rat animal model is useful for studying the consequence of a myocardial infarction on cardiac pathophysiological and physiological function.

The rat model of acute myocardial infarction (AMI) is useful to study the consequence of a MI on cardiac pathophysiological and physiological function.

Sıçanlarda Akut Miyokard Enfarktüsü

With heart failure leading the cause of death in the USA (Hunt), biomedical research is fundamental to advance medical treatments for cardiovascular ...

Tıp

Optical Mapping of Langendorff-perfused Rat Hearts

Optical mapping of the cardiac surface with voltage-sensitive fluorescent dyes has become an important tool to investigate electrical excitation in experimental models that range in scale from cell cultures to whole-organs[1, 2]. Using state-of-the-art optical imaging systems, generation and propagation of action potentials during normal cardiac rhythm or throughout initiation and maintenance of arrhythmias can be visualized almost instantly[1]. The latest commercially-available systems can provide information at exceedingly high spatiotemporal resolutions and were based on custom-built equipment initially developed to overcome the obstacles imposed by more conventional electrophysiological methods[1]. Advancements in high-resolution and high-speed complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) cameras and intensely-bright, light-emitting diodes (LEDs) as well as voltage-sensitive dyes, optics, and filters have begun to make electrical signal acquisition practical for cardiovascular cell biologists who are more accustomed to working with microscopes. Although the newest generation of CMOS cameras can acquire 10,000 frames per second on a 16,384 pixel array, depending on the type of sample preparation, long-established fluorescence acquisition technologies such as photodiode arrays, laser scanning systems, and cooled charged-coupled device (CCD) cameras still have some distinct advantages with respect to dynamic range, signal-to-noise ratio, and quantum efficiency[1, 3]. In the present study, Lewis rat hearts were perfused ex vivo with a crystalloid perfusate (Krebs-Henseleit solution) at 37&deg;C on a modified Langendorff apparatus. After a 20 minute stabilization period, the hearts were intermittently perfused with 11 mMol/L 2,3-butanedione monoxime to eliminate contraction-associated motion during image acquisition. For optical mapping, we loaded hearts with the fast-response potentiometric probe di-8-ANEPPS[4] (5 &mu;Mol/L) and briefly illuminated the preparation with 475&plusmn;15 nm excitation light. During a typical 2 second period of illumination, &gt;605 nm light emitted from the cardiac preparation was imaged with a high-speed CMOS camera connected to a horizontal macroscope. For this demonstration, hearts were paced at 300 beats per minute with a coaxial electrode connected to an isolated electrical stimulation unit. Simultaneous bipolar electrographic recordings were acquired and analyzed along with the voltage signals using readily-available software. In this manner, action potentials on the surface of Langendorff-perfused rat hearts can be visualized and registered with electrographic signals.

This article describes a high temporal and spatial resolution technique to optically image action potential movement on the surface of Langendorff-perfused rat hearts using a potentiometric dye (di-8-ANEPPS).

Langendorff perfüze sıçan Kalpler Optik Haritalama

Optical mapping of the cardiac surface with voltage-sensitive fluorescent dyes has become an important tool to investigate electrical excitation in ...

Biyoloji

Evaluation of Coronary Flow Reserve After Myocardial Ischemia Reperfusion in Rats

Coronary artery disease is the leading cause of death worldwide. After an acute myocardial infarction, early and successful myocardial intervention via recanalization of the coronary artery is the most effective strategy for reducing the size of ischemic myocardium. The coronary microvasculature cannot be visualized and imaged&#160;in vivo, but there are several invasive and noninvasive techniques that can be used to assess parameters which depend directly on coronary microvascular function. The endothelial function after ischemia reperfusion can be assessed also at the level of the coronary circulation via the coronary flow reserve (CFR).&#160;In this study, peak velocity of left anterior descending (LAD) coronary arteries was measured in rats in vivo via Transthoracic Doppler Echocardiography during resting and stress challenge (induced by Dobutamine). A normal heart can increase its coronary blood flow up to four times above the resting values during stress induction. Following ischemia reperfusion, we found a significantly diminished CFR, which can be used as a marker of coronary microvascular dysfunction. CFR has opened a window on the importance of microvascular dysfunction and has been shown to predict cardiovascular risk independent of whether the severe obstructive disease is present.

Coronary flow reserve (CFR), is defined as the ratio of maximal coronary blood flow to the resting coronary blood flow. We present a protocol for evaluating CFR in rats via ultrasound, which offers the opportunity to predict cardiovascular risk factors in the absence of obstructive coronary disease.

Farelerde miyokardiyal Iskemi reperfüzyon sonrası koroner akış rezervi değerlendirilmesi

Coronary artery disease is the leading cause of death worldwide. After an acute myocardial infarction, early and successful myocardial intervention via ...

Modifiye Langendorff Perfüzyonu ile CVD Araştırmalarının Geliştirilmesi

Modified Langendorff Perfusion for Extended Perfusion Times of Rodent Cardiac Grafts

Despite important advancements in the diagnosis and treatment of cardiovascular diseases (CVDs), the field is in urgent need of increased research and scientific advancement. As a result, innovation, improvement and/or repurposing of the available research toolset can provide improved testbeds for research advancement. Langendorff perfusion is an extremely valuable research technique for the field of CVD research that can be modified to accommodate a wide array of experimental needs. This tailoring can be achieved by personalizing a large number of perfusion parameters, including perfusion pressure, flow, perfusate, temperature, etc. This protocol demonstrates the versatility of Langendorff perfusion and the feasibility of achieving longer perfusion times (4 h) without graft function loss by utilizing lower perfusion pressures (30-35 mmHg). Achieving extended perfusion times without graft damage and/or function loss caused by the technique itself has the potential to eliminate confounding elements from experimental results. In effect, in scientific circumstances where longer perfusion times are relevant to the experimental needs (i.e., drug treatments, immunological response analysis, gene editing, graft preservation, etc.), lower perfusion pressures can be key for scientific success.

Yazar Spotlight: İlerleyen Kardiyovasküler Araştırma - İyileştirilmiş Deneysel Sonuçlar için Özel Langendorff Perfüzyon Teknikleri

This article demonstrates the feasibility of achieving longer perfusion times (4 h) of murine cardiac grafts without function loss by employing lower (30-35 mmHg) than physiological (60-80 mmHg) perfusion pressures during Langendorff.

Kemirgen Kardiyak Greftlerin Daha Uzun Perfüzyon Süreleri için Modifiye Langendorff Perfüzyonu

Despite important advancements in the diagnosis and treatment of cardiovascular diseases (CVDs), the field is in urgent need of increased research and ...

Biyomühendislik

Organ Ischemia-Reperfusion Injury by Simulating Hemodynamic Changes in Rat Liver Transplant Model

Orthotopic liver transplantation (OLT) in rats is a tried and proven animal model used for preoperative, intraoperative, and postoperative studies, including ischemia-reperfusion injury (IRI) of extrahepatic organs. This model requires numerous experiments and devices. The duration of anhepatic phase is closely related to the time to develop IRI after transplantation. In this experiment, we used hemodynamic changes to induce extrahepatic organ damage in rats and determined the maximum tolerance time. The time until the most severe organ injury varied for different organs. This method can easily be replicated and can also be used to study IRI of the extrahepatic organs after liver transplantation.

This paper provides a detailed description of how to build an animal model of the anhepatic phase (liver ischemia) in rats to facilitate basic research into ischemia-reperfusion injury after liver transplantation.

Sıçan Karaciğer Nakli Modelinde Hemodinamik Değişiklikleri Simüle Ederek Organ İskemi-Reperfüzyon Yaralanması

Orthotopic liver transplantation (OLT) in rats is a tried and proven animal model used for preoperative, intraoperative, and postoperative studies, ...

A Fluorescence Assay for Evaluating the Permeability of a Cardiac Microvascular Endothelial Barrier in a Rat Model of Ischemia/reperfusion

Revascularization therapies for culprit arteries, regardless of percutaneous coronary intervention and coronary artery bypass grafting, are considered the best strategy for improving the clinical prognosis of patients with acute coronary syndrome (ACS). Nonetheless, myocardial reperfusion following effective revascularization can trigger significant cardiomyocyte death and coronary endothelial collapse, known as myocardial ischemia/reperfusion injury (MIRI). Usually, endothelial cells and their intercellular tight junctions cooperatively maintain the microvascular endothelial barrier and its relatively low permeability but fail in reperfusion areas. 
Microvascular endothelial hyperpermeability induced by ischemia/reperfusion (IR) contributes to myocardial edema, increased infiltration of pro-inflammatory cells, and aggravated intramyocardial hemorrhage, which may worsen the prognosis of ACS. The tracer used in this study-70,000 Da FITC-dextran, a branched glucose molecule labeled by fluorescein isothiocyanate (FITC)-appears too large to infiltrate the cardiac microvascular endothelium in normal conditions. However, it is capable of infiltrating a broken barrier after MIRI. Thus, the higher the endothelial permeability is, the more FITC-dextran accumulates in the extravascular intercellular space. Thus, the intensity of fluorescence from FITC can indicate the permeability of the microvascular endothelial barrier. This protocol takes advantage of FITC-dextran to evaluate the cardiac microvascular endothelial barrier functionally, which is detected by an automated quantitative pathology imaging system.

Here, we describe a method to functionally assess the endothelial barrier of cardiac microvessels after ischemia/reperfusion injury via the measurement of the mean fluorescence intensity of extravasated 70,000 Da FITC-dextran in comparison with Evans Blue.

Revascularization therapies for culprit arteries, regardless of percutaneous coronary intervention and coronary artery bypass grafting, are considered the ...

Induction of Myocardial Infarction and Myocardial Ischemia-Reperfusion Injury in Mice

Acute myocardial infarction is a common cardiovascular disease with high mortality. Myocardial reperfusion injury can counteract the beneficial effects of heart reflow and induce secondary myocardial injury. A simple and reproducible model of myocardial infarction and myocardial ischemia-reperfusion injury is a good tool for researchers. Here, a customizable method to create a myocardial infarction (MI) model and MIRI by precision ligation of the left anterior descending coronary artery (LAD) through micromanipulation is described. Accurate and reproducible ligature positioning of the LAD helps obtain consistent results for heart injury. ST-segment changes can help to identify model accuracy. The serum level of cardiac troponin T (cTnT) is used to assess the myocardial injury, cardiac ultrasound is employed to evaluate the myocardial systolic function, and Evans-Blue/triphenyl tetrazolium chloride staining is used to measure infarct size. In general, this protocol reduces procedure duration, ensures controllable infarct size, and improves mouse survival.

Here we describe a simple and reproducible method that can induce myocardial infarction or myocardial ischemia-reperfusion injury in mice by precision ligation of the left anterior descending coronary artery through micromanipulation.

Farelerde Miyokard Enfarktüsü ve Miyokard İskemi-Reperfüzyon Hasarının İndüksiyonu

Acute myocardial infarction is a common cardiovascular disease with high mortality. Myocardial reperfusion injury can counteract the beneficial effects of ...

Improved Rodent Model of Myocardial Ischemia and Reperfusion Injury

Myocardial ischemia and reperfusion injury (MIRI), induced by coronary heart disease (CHD), causes damage to the cardiomyocytes. Furthermore, evidence suggests that thrombolytic therapy or primary percutaneous coronary intervention (PPCI) does not prevent reperfusion injury. There is still no ideal animal model for MIRI. This study aims to improve the MIRI model in rats to make surgery easier and more feasible. A unique method for establishing MIRI is developed by using a soft tube during a key step of the ischemic period. To explore this method, thirty rats were randomly divided into three groups: sham group (n = 10); experimental model group (n = 10); and existing model group (n = 10). Findings of triphenyltetrazolium chloride staining, electrocardiography, and percent survival are compared to determine the accuracies and survival rates of the operations. Based on the study results, it has been concluded that the improved surgery method is associated with a higher survival rate, elevated ST-T segment, and larger infarct size, which is expected to mimic the pathology of MIRI better.

Myocardial ischemia-reperfusion model of rat heart is improved by using a self-made retractor, polyvinyl chloride tube, and a unique knotting method. Electrocardiogram, triphenyltetrazolium chloride and histological staining, and percent survival analysis results showed that the improved model group has higher success and survival rates than the already existing model group.

Miyokard İskemisi ve Reperfüzyon Hasarının Geliştirilmiş Kemirgen Modeli

Myocardial ischemia and reperfusion injury (MIRI), induced by coronary heart disease (CHD), causes damage to the cardiomyocytes. Furthermore, evidence ...

Langendorff-perfüze sıçan Hearts indüksiyon ve İskemi-reperfüzyon Hasarı Değerlendirilmesi

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler

Sıçanlarda Akut Miyokard Enfarktüsü

Langendorff perfüze sıçan Kalpler Optik Haritalama

Farelerde miyokardiyal Iskemi reperfüzyon sonrası koroner akış rezervi değerlendirilmesi

Kemirgen Kardiyak Greftlerin Daha Uzun Perfüzyon Süreleri için Modifiye Langendorff Perfüzyonu

Kemirgen Kardiyak Greftlerin Daha Uzun Perfüzyon Süreleri için Modifiye Langendorff Perfüzyonu

Kemirgen Kardiyak Greftlerin Daha Uzun Perfüzyon Süreleri için Modifiye Langendorff Perfüzyonu

Sıçan Karaciğer Nakli Modelinde Hemodinamik Değişiklikleri Simüle Ederek Organ İskemi-Reperfüzyon Yaralanması

A Fluorescence Assay for Evaluating the Permeability of a Cardiac Microvascular Endothelial Barrier in a Rat Model of Ischemia/reperfusion

Farelerde Miyokard Enfarktüsü ve Miyokard İskemi-Reperfüzyon Hasarının İndüksiyonu

Miyokard İskemisi ve Reperfüzyon Hasarının Geliştirilmiş Kemirgen Modeli