Name: assessment of cardiac function and energetics in isolated mouse hearts using 31p nmr spectroscopy
Uploaded: 2010-08-31T17:00:00
Duration: 11 min 38 s
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Die Autoren bedanken sich bei Lynne Spencer für ihre Unterstützung danken während der NMR-Spektroskopie Teil des Experiments. Diese Arbeit wurde durch Zuschüsse der National Institutes of Health Fund R01 HL059246, R01 HL067970, R01 HL088634 (zu Dr. Tian) und F32 HL096284 (Dr. Kolwicz) unterstützt.

<ol><li> Für diese Experimente werden zwei getrennte Systeme genutzt gleichzeitig. Für den Erwerb von 31 P-Spektren wird ein Bruker 14T Magnet Schnittstelle mit dem Avance III-Konsole und einen Computer mit TopSpin V2.1 Software ausgestattet. Für die Beurteilung der Herzfunktion ist ein custom built Herz Perfusion System über Schnittstellen mit den PowerLab 4 / 30 Datenerfassung, mit der LabChartPro 6 Software für die Datenanalyse ausgestattet. </li><li> 0,5 mM EDTA, 5,3 KCl, 1,2 MgSO 4, 118mm NaCl und 25 mM NaHCO 3: Am Tag des Experiments wird 1 Liter Krebs-Henseleit-Puffer wie folgt hergestellt. Die Mischung wird dann mit 5% CO 2 / 95% O 2 für 10-15 Minuten vor der Zugabe von 2 mM CaCl 2 geleitet. Schließlich Substrate in Form von 10 mM Glukose und 0,5 mM Pyruvat, hinzugefügt werden. </li><li> Temperaturregelung während des Experiments ist von entscheidender Bedeutung. Beheizte Umwälzpumpen werden verwendet, um die Temperatur zwischen 37,0 pflegen - 37,5 ° C, während das Herz im Inneren des Magneten ist. Die Temperatur ist für die Dauer des Experiments mit einem faseroptischen Temperatursensor überwacht. </li><li> Perfusionsdruck und linksventrikulärer Druck werden über Drucksensoren an ein Datenerfassungssystem und angezeigt mit der mitgelieferten Software überwacht. Diese sind mit einem Standard-Blutdruckmessgerät vor dem Experiment kalibriert. Darüber hinaus sind Druckleitungen ausreichend, um alle Luftblasen zu entfernen gespült. </li><li> Ein Standard-Probe von 150 mM Natriumphosphat (was gleichbedeutend ist mit der Ionenstärke der KH-Puffer) wird verwendet, um &quot;kalibrieren&quot; der Sonde vor dem Einsetzen des Herzens. Dies erleichtert das Signal und verringert die notwendige Zeit, um den Erwerb Zeitraum beginnen, sobald das Herz in der Sonde positioniert ist. </li><li> Zur Verringerung der Koagulation wird die Maus mit 200 Einheiten Heparin IP Nach 5 Minuten, Natrium-Pentobarbital (175 mg / kg) IP gegeben injiziert. </li><li> Das Herz ist stark ausgeschnitten (mit Lungen und der Thymusdrüse intakt) und verhaftet in eiskaltem KH-Puffer. </li><li> Während auf Eis gehalten, sind die Lungen schnell entfernt. Die Lappen des Thymus identifiziert und sanft zurück in die Aorta aussetzen geschält. Der Thymus ist entfernt. Die Aorta wird dann durch vorsichtiges Entfernen von umgebenden Gewebe isoliert. </li><li> Micro Naht Pinzette werden verwendet, um sanft halten beide Wände der Aorta in das Lumen aussetzen. Die Aorta ist sorgfältig auf die Kanüle aus 0,965 mm OD Polyethylen-Schlauch (PE50) gemacht platziert. Die Aorta ist in Ort mit einem Mikro-Behälter Klammer gehalten, während Nähte schnell um die Aorta gebunden sind. Der Clip wird entfernt und die Zangen werden verwendet, um sorgfältig zu prüfen, dass die Kanüle über Aortenwurzel ist. Zusätzliche Verbindungen werden als notwendig, um das Herz in Position zu halten aufgenommen. </li><li> Alle zusätzlichen Gewebe entfernt mit einer Pinzette und Mikroschere. Durch einen kleinen Schnitt in der linken Ohrmuschel. Ein 0,61 mm OD Polyethylen-Schlauch (PE10) ist vorsichtig durch den linken Vorhof, LV Hohlraum, und durch den Scheitelpunkt eingefügt werden, während sanft hält das Herz. Die überschüssige Schlauch wird getrimmt. </li><li> Ein deflationiert mit Wasser gefüllten Ballon wird durch das Atrium in die LV eingesetzt und ist in Ort mit Klebeband oder Fäden gehalten. Die Schlauchpumpe Geschwindigkeit schrittweise erhöht, um eine ausreichende Strömung des Herzens geben. Bis das Herz ist Platz in der NMR-Sonde, wird das Herz auch weiterhin mit konstantem Durchfluss entspricht etwa 2 ml / min perfundiert werden. Die LV Ballon wird mit einem kleinen Volumen mit einem Mikrometer Spritze, um sicherzustellen, dass die LV Druckwandler funktioniert aufgeblasen. </li><li> Das Herz ist vorsichtig in eine 10 mm-NMR-Rohr eingesetzt. Eine große Bohrung &quot;Spinner&quot; wird verwendet, um zu helfen, die Röhre in die richtige Position innerhalb der Sonde. Die gesamte Apparatur wird dann fest mit der &quot;Nabelschnur&quot; mit Klebeband befestigt. </li><li> Die Nabelschnur wird langsam in die obere Bohrung des Magneten abgesenkt, bis das Herz / NMR-Rohr ist im Inneren der Spule des 10 mm-NMR-Sonde. </li><li> Sobald das Herz in die richtige Position innerhalb der Sonde ist die Schlauchpumpe flow angepasst, um ein Perfusionsdruck von 80mmHg zu erreichen. (Denken Sie daran, dass bis zu diesem Zeitpunkt das Herz mit einem konstanten Durchfluss von ca. 2 ml / min wurde perfundierten). Der Perfusionsdruck wird dann, indem Sie die &quot;Hold&quot;-Mechanismus auf die Pumpe-Controller erhalten. Das Herz wird dann 15-20 Minuten Äquilibrierung Frist. Während dieser Zeit ist das Volumen des LV Ballon angepasst, um eine End-diastolische Druck von 8-10 mmHg zu erreichen. </li><li> Während der Aquilibrierungsperiode, ist es notwendig, das Spektrometer Parameter zu optimieren, um die bestmögliche Phosphor Signal zu erhalten. Dies geschieht, indem die Funk-Impuls bei der Frequenz, bei dem die Phosphor-Kern schwingt (&quot;Tuning&quot;) und macht das Magnetfeld homogen (&quot;Shim&quot;) durchgeführt. </li><li> Nach der Equilibrierung Zeitraum können mehrere 31 P-NMR-Spektren erhalten werden. Der Erfassungszeitraum für jedes Spektrum ist abhängig von ter Feldstärke des Magneten, die Größe der Probe, und das Signal-Rausch-Verhältnis für ein bestimmtes Experiment erforderlich. Spectra werden unter Verwendung eines 14 Tesla Magnet durch Mittelung des Signals von 256 Hochfrequenzpulse von 20 us mit einem 60-Grad-Flip-Winkel und Verzögerungen von 2,0 Sekunden erreicht. Dieses Experiment erfordert ca. 10 min. </li></ol> Repräsentative Ergebnisse Von der Hardware zur Datenerfassung und die LabChart Software, können verschiedene Parameter der Herzfunktion während des experimentellen Protokolls gemessen werden. Die typische Maßnahme der Herzfunktion, der linksventrikulären entwickelten Druck (LVDevP), durch Subtraktion der enddiastolische Druck (EDP) von der systolische Druck (Abbildung 1). Diese Maßnahme kann je nach Belastung der Maus und der Zustand des Herzens (dh Druck Überlast). Doch in einem normalen C57BL6 Mäuseherzen LVDevP ist in der Regel zwischen 100-110 mmHg zu festen end-diastolischen Druck von 8-10 mmHg. Darüber hinaus ermöglicht die LabChart Programm für die Messung der Herzfrequenz auf den zyklischen Messungen der LV Druckwellen basiert. Auch hier kann diese Maßnahme variieren, aber typische Werte sind 350-400 bpm, wenn Herzen erlaubt wird, auf intrinsische Preise schlagen. Allerdings können Herz standardisiert werden mit einer Stimulation System, in dem die Herzfrequenz bei 420 Schlägen pro Minute gehalten wird. Darüber hinaus können Maßnahmen der Kontraktilität (+ dP / dt) und Entspannung (-dP/dt) unter Verwendung der ersten Ableitung des LV Druckwelle werden. Während des experimentellen Protokolls ist es leicht, den Starling-Mechanismus durch den Einbau eines Druck-Volumen-Verhältnis zu bewerten. Dies wird durch schrittweise Erhöhung der LV Ballonvolumen und in Anbetracht der LVDevP sowie der EDV durchgeführt. Diese Werte können dann dargestellt, wie in Abbildung 2 dargestellt werden. Während die Starling-Kurve optimal ist, unter Hinweis auf die notwendige Volumen zu einem EDV von 8-10 mmHg zu erreichen kann eine indirekte Idee der LV Kammer Dimension zu geben. Dies kann in Modellen der Aorten-banding als hypertrophierten Herzen verwendet werden typischerweise eine kleinere Ballon Volumen erfordern, während dilatierten Herzen ein größeres Volumen benötigt, wenn im Vergleich zu Kontrollen. Tabelle 1 zeigt repräsentative Herzfunktion Daten während der Perfusion Protokoll übernommen. Die 31 P-NMR-Spektrometer liefert Signale von Phosphokreatin (PCr) und die drei Phosphate aus ATP (γ-ATP, α-ATP und β-ATP) sowie anorganisches Phosphat (Pi), wie in Abbildung 2 dargestellt. Analyse von jedem dieser Gipfel stellt einen Wert für die Fläche unter der Kurve. Die Höhe des ATP wird durch Mittelung der γ-ATP und β-ATP Bereichen geschätzt. (Die α-ATP wird nicht verwendet, weil NAD-Moleküle zu einem unbekannten Teil der gesamten Signal beitragen). Die energetische Zustand des Herzens ist durch den Quotienten aus der PCr und ATP Bereichen (: ATP-Verhältnis PCr) bestimmt. Dieser Wert wird in der Regel 1,5 bis 1,7 in einem Maus-Herz mit Glukose als primäre Substrat zugeführt. Obwohl 31 P NMR nicht zur Verfügung stellt direkte Maßnahmen der ATP oder PCR wird die Fläche der Peaks proportional zur Menge der Phosphor-enthaltenden Verbindungen in der Probe. Die Werte für diese Signale können durch die Verwendung anderer Methoden geschätzt werden. Zum Beispiel können direkte Messungen der ATP durch Hochleistungs-Flüssigkeits-Chromatographie (HPLC) in einer Kohorte von Herzen ergeben eine durchschnittliche Konzentration. Dieser Wert kann dann verwendet werden, um die durchschnittliche ATP Bereiche in den Spektren zu kalibrieren. Die PCR-Konzentration kann auf Basis der PCR-Bereich in Bezug auf die ATP-Bereich berechnet werden. Es ist auch möglich, pH-Wert durch die Analyse der relativen chemischen Verschiebung des anorganischem Phosphat (Pi) Signal an die PCR-Signal zu schätzen. 1 Mit verschiedenen Radio-Pulssequenzen, die Kreatin-Kinase Reaktionsgeschwindigkeit oder die ATP-Synthese Reaktionsgeschwindigkeit kann auch gemessen werden. Be 2 <img src="/files/ftp_upload/2069/2069tab1.jpg" alt="Tabelle 1" /> Tabelle 1. Baseline Herzfunktion aus isoliert perfundierten Herzen. LVDevP: linksventrikulären entwickelten Druck; LVEDP: linksventrikulären enddiastolischen Druck, HR: Herzfrequenz; RPP: rate pressure product; + dP / dt: erste Ableitung LV Druck positiv; -dP/dt: erste Ableitung LV Druck negativ; PP : Perfusionsdruck; CF: Koronarfluss. <img src="/files/ftp_upload/2069/2069fig1.jpg" alt="Abbildung 1" /> Abbildung 1. Representative LV Druckwellen aus LabChart Pro Software. <img src="/files/ftp_upload/2069/2069fig2.jpg" alt="Abbildung 2" /> Abbildung 2. Representative Starling-Kurven von der Steuerung (durchgezogene Linie) und Aorten-gebändert (gepunktete Linie) Mäusen. A) Der systolische Funktion als durch LVDevP über zunehmende LV Volumina dargestellt als durch das Volumen des LV Ballon bestimmt. B) Der diastolische Funktion als von EDV über zunehmende LV Volumina dargestellt als Volumen des LV Ballon bestimmt. LVDevP: linksventrikulären entwickelten Druck (systolischer minus diastolischer pressure); EDV: enddiastolischen Druck. <img src="/files/ftp_upload/2069/2069fig3.jpg" alt="Abbildung 3" /> Abbildung 3. Representative 31 P NMR-Spektren der isolierten perfundierten Maus Herzen. Beachten Sie die relativ kleine Pi Höhepunkt. In einem aerob perfundierten Herzen mit Pyruvat oder Fettsäuren zusätzlich zu Glukose versorgt, sollte diese Spitze minimal sein. Während der Dauer der Ischämie, diese Spitze erhöht, während die PCr Spitze ab. Beachten Sie die Schulter an der rechten Seite der α-ATP Höhepunkt. Dies ist der Beitrag der NAD-Moleküle. Pi: anorganischem Phosphat; PCr: Phosphokreatin, ATP: Adenosintriphosphat.

<ol>
	<li>Nascimben, L., Ingwall, J. S., Lorell, B. H., Pinz, I., Schultz, V., Tornheim, K., 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=Mechanisms+for+increased+glycolysis+in+the+hypertrophied+rat+heart.">Mechanisms for increased glycolysis in the hypertrophied rat heart.</a> Hypertension. 44, 662-667 (2004).</li><li>Spindler, M., Saupe, K. W., Tian, R., Ahmed, S., Matlib, M. A., Ingwall, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Altered+creatine+kinase+enzyme+kinetics+in+diabetic+cardiomyopathy.+A(31)P+NMR+magnetization+transfer+study+of+the+intact+beating+rat+heart.">Altered creatine kinase enzyme kinetics in diabetic cardiomyopathy. A(31)P NMR magnetization transfer study of the intact beating rat heart.</a> J Mol Cell Cardiol. 31, 2175-2189 (1999).</li><li>Ingwall, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phosphorus+nuclear+magnetic+resonance+spectroscopy+of+cardiac+and+skeletal+muscles.">Phosphorus nuclear magnetic resonance spectroscopy of cardiac and skeletal muscles.</a> Am J Physiol. 242, H729-H744 (1982).</li><li>Ingwall, J. S., Javadpour, M. M., Miao, W., Hoit, B. D., Walsh, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=31P+NMR+spectroscopy+of+the+mouse+heart.">31P NMR spectroscopy of the mouse heart.</a> Cardiovascular physiology in the genetically engineered. , 151-163 (2002).</li><li>Luptak, I., Balschi, J. A., Xing, Y., Leone, T. C., Kelly, D. P., 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=Decreased+contractile+and+metabolic+reserve+in+peroxisome+proliferator-activated+receptor-alpha-null+hearts+can+be+rescued+by+increasing+glucose+transport+and+utilization.">Decreased contractile and metabolic reserve in peroxisome proliferator-activated receptor-alpha-null hearts can be rescued by increasing glucose transport and utilization.</a> Circulation. 112, 2339-2346 (2005).</li><li>Yan, J., Young, M. E., Cui, L., Lopaschuk, G. D., Liao, R., 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=Increased+glucose+uptake+and+oxidation+in+mouse+hearts+prevent+high+fatty+acid+oxidation+but+cause+cardiac+dysfunction+in+diet-induced+obesity.">Increased glucose uptake and oxidation in mouse hearts prevent high fatty acid oxidation but cause cardiac dysfunction in diet-induced obesity.</a> Circulation. 119, 2818-2828 (2009).</li><li>Luptak, I., Shen, M., He, H., Hirshman, M. F., Musi, N., Goodyear, L. J., Yan, J., Wakimoto, H., Morita, H., Arad, M., Seidman, C. E., Seidman, J. G., Ingwall, J. S., Balschi, J. A., 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=Aberrant+activation+of+AMP-activated+protein+kinase+remodels+metabolic+network+in+favor+of+cardiac+glycogen+storage.">Aberrant activation of AMP-activated protein kinase remodels metabolic network in favor of cardiac glycogen storage.</a> J Clin Invest. 117, 1432-1439 (2007).</li><li>Xing, Y., Musi, N., Fujii, N., Zou, L., Luptak, I., Hirshman, M. F., Goodyear, L. J., 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=Glucose+metabolism+and+energy+homeostasis+in+mouse+hearts+overexpressing+dominant+negative+alpha2+subunit+of+AMP-activated+protein+kinase.">Glucose metabolism and energy homeostasis in mouse hearts overexpressing dominant negative alpha2 subunit of AMP-activated protein kinase.</a> J Biol Chem. 278, 28372-28377 (2003).</li><li>Luptak, I., Yan, J., Cui, L., Jain, M., Liao, R., 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=Long-term+effects+of+increased+glucose+entry+on+mouse+hearts+during+normal+aging+and+ischemic+stress.">Long-term effects of increased glucose entry on mouse hearts during normal aging and ischemic stress.</a> Circulation. 116, 901-909 (2007).</li><li>Tian, R., Abel, E. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Responses+of+GLUT4-deficient+hearts+to+ischemia+underscore+the+importance+of+glycolysis.">Responses of GLUT4-deficient hearts to ischemia underscore the importance of glycolysis.</a> Circulation. 103, 2961-2966 (2001).</li><li>Liao, R., Jain, M., Cui, L., D'Agostino, J., Aiello, F., Luptak, I., Ngoy, S., Mortensen, R. M., 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=Cardiac-specific+overexpression+of+GLUT1+prevents+the+development+of+heart+failure+attributable+to+pressure+overload+in+mice.">Cardiac-specific overexpression of GLUT1 prevents the development of heart failure attributable to pressure overload in mice.</a> Circulation. 106, 2125-2131 (2002).</li><li>Tian, R., Musi, N., D'Agostino, J., Hirshman, M. F., Goodyear, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increased+adenosine+monophosphate-activated+protein+kinase+activity+in+rat+hearts+with+pressure-overload+hypertrophy.">Increased adenosine monophosphate-activated protein kinase activity in rat hearts with pressure-overload hypertrophy.</a> Circulation. 104, 1664-1669 (2001).</li></ol>

31 P-NMR-Spektroskopie in der Langendorff-perfundierten isolierten Maus Herz bietet eine zuverlässige und reproduzierbare Daten. 3, 4 Allerdings ist es unerlässlich, dass Kanülierung der Aorta und der Einführung des LV Ballon fertig sind richtig wie eine stabile Herzfunktion zu ermöglichen, während im Inneren der NMR Rohr. Darüber hinaus ist Temperaturregulierung, um einen ordnungsgemäßen Baseline-Funktion zu erreichen im Vordergrund. Ein wichtiger Faktor bei der Beschaffung von guten, auswertbare NMR-Spektren ist die Erhöhung der Signal-Rausch-Verhältnis. Dies kann durch eine optimale &quot;Tuning&quot; und &quot;Shim&quot; auf die Probe erreicht werden. Wie im Protokoll Text erwähnt, kann die Verwendung eines Standard-Probe vor dem Einsetzen des Herzens dies erleichtern. Es ist auch hilfreich, um eine ausreichende Größe &quot;Probe&quot; zu haben. Herzen mit einem Gewicht von weniger als 100 mg bieten in der Regel niedrigere PCr und ATP-Signale so erhöht sich bei der Aufnahmezeit wird notwendig sein, um gute Phosphor-Spektren zu erhalten. Es gibt mehrere Möglichkeiten, die bestehenden Protokoll zu ändern, um zusätzliche Informationen über die Herzfunktion und Energetik zu sammeln. In unserem Labor haben wir Herzen mit gemischten Substrat Puffer, die das Vorhandensein von verschiedenen Kombinationen von Fettsäuren (in niedrigen und hohen Konzentrationen), Laktat, Ketone und Insulin enthalten kann perfundiert. Mit dem Einsatz von stabilen Isotopen in der Perfusionspuffer (dh 13 C markierten Substraten), wir die Möglichkeit, Substrat-Verwertung durch den relativen Beitrag von markiertem Acetyl-CoA zu den TCA-Zyklus Schätzung besitzen. 5-7 Für diese Anwendung führen wir Isotopomer Analyse von 13 C3-und 13 C4-Glutamat mit 13 C-NMR-Spektroskopie. Dies erfordert freeze-Spannen des Herzens am Ende der Perfusion-Protokoll und die Durchführung einer Extraktion des gefrorenen Gewebe. Dies wird ein weiterer Versuch der Analyse der Verwendung einer anderen Sonde mit separatem Setup-Parameter erfordert. Andere Anwendungen umfassen die Substitution von Glucose mit Desoxyglucose in der Puffer während der Überwachung des zeitabhängigen Akkumulation von 2-Desoxyglucose Phosphat im Herzen mit 31 P-NMR-Spektroskopie. Diese Methode ermöglicht die Messung der myokardialen Glukoseaufnahme. 7, 8 Darüber hinaus hat unser Labor Herzfunktion und Energetik in Perfusion Protokolle aus der Ischämie / Reperfusion und hohe Arbeitsbelastung Herausforderung analysiert. 6, 8-10 Zusammenfassend ist 31 P-NMR-Spektroskopie in isolierten Mäuseherzen eine technisch anspruchsvolle Verfahren erfordern den Einsatz von hoch entwickelten Geräten. Allerdings werden die Daten, dass es Erträge von unschätzbarem Wert für den Forscher, der die Funktion und Energetik von biotechnologisch Mausmodellen analysieren will. Für unser Labor wurden diese Techniken in unser Verständnis der Konsequenzen aus einer Vielzahl von Stressoren auf die Herzfunktion, die Energetik und Stoffwechsel von entscheidender Bedeutung. 1, 11, 12

<table border="1">
<tbody>
<tr>
<td>Material Name</td>
<td>Type</td>
<td>Company</td>
<td>Catalogue Number</td>
</tr>
<tr>
<td>Magnesium Sulfate</td>
<td>Reagent</td>
<td>Sigma Aldrich</td>
<td>M7506</td>
</tr>
<tr>
<td>EDTA</td>
<td>Reagent</td>
<td>Sigma Aldrich</td>
<td>E1644</td>
</tr>
<tr>
<td>Potassium chloride</td>
<td>Reagent</td>
<td>Sigma Aldrich</td>
<td>P4505</td>
</tr>
<tr>
<td>Sodium bicarbonate</td>
<td>Reagent</td>
<td>Sigma Aldrich</td>
<td>S6297</td>
</tr>
<tr>
<td>Sodium chloride</td>
<td>Reagent</td>
<td>Sigma Aldrich</td>
<td>S7653</td>
</tr>
<tr>
<td>Calcium chloride dihydrate</td>
<td>Reagent</td>
<td>Sigma Aldrich</td>
<td>C5080</td>
</tr><tr>
<td>D-Glucose</td>
<td>Reagent</td>
<td>Sigma Aldrich</td>
<td>G7528</td>
</tr><tr>
<td>Sodium Pyruvate</td>
<td>Reagent</td>
<td>Sigma Aldrich</td>
<td>P2256</td>
</tr><tr>
<td>Bruker Ultrashield 600WB Plus</td>
<td>Equipment</td>
<td>Bruker</td>
<td>&nbsp;</td>
</tr><tr>
<td><a href="http://www.adinstruments.com/products/hardware/corporate/product/ML866/" target="_blank">PowerLab 4/30</a></td>
<td>Equipment</td>
<td><a href="http://www.adinstruments.com" target="_blank">ADInstruments</a></td>
<td><a href="http://www.adinstruments.com/products/hardware/corporate/product/ML866/" target="_blank">ML866/P</a></td>
</tr><tr>
<td><a href="http://www.adinstruments.com/products/software/research/LabChart-Software/" target="_blank">LabChart 6 Pro</a></td>
<td>Equipment</td>
<td><a href="http://www.adinstruments.com" target="_blank">ADInstruments</a></td>
<td><a href="http://www.adinstruments.com/products/software/research/LabChart-Software/" target="_blank">MLS260/6</a></td>
</tr><tr>
<td><a href="http://www.adinstruments.com/products/hardware/corporate/product/FE224/" target="_blank">Quad Bridge Amp</a></td>
<td>Equipment</td>
<td><a href="http://www.adinstruments.com" target="_blank">ADInstruments</a></td>
<td><a href="http://www.adinstruments.com/products/hardware/corporate/product/FE224/" target="_blank">ML224</a></td>
</tr><tr>
<td><a href="http://www.adinstruments.com/products/hardware/research/product/ML175/" target="_blank">STH Pump Controller</a></td>
<td>Equipment</td>
<td><a href="http://www.adinstruments.com" target="_blank">ADInstruments</a></td>
<td><a href="http://www.adinstruments.com/products/hardware/research/product/ML175/" target="_blank">ML175</a></td>
</tr><tr>
<td><a href="http://www.adinstruments.com/products/hardware/corporate/product/ML172/" target="_blank">Minipuls 3 Peristaltic Pump</a></td>
<td>Equipment</td>
<td><a href="http://www.adinstruments.com" target="_blank">ADInstruments</a></td>
<td><a href="http://www.adinstruments.com/products/hardware/corporate/product/ML172/" target="_blank">ML172</a></td>
</tr><tr>
<td><a href="http://www.adinstruments.com/products/hardware/corporate/product/MLT0699/" target="_blank">Disposable BP Transducer</a></td>
<td>Equipment</td>
<td><a href="http://www.adinstruments.com" target="_blank">ADInstruments</a></td>
<td><a href="http://www.adinstruments.com/products/hardware/corporate/product/MLT0699/" target="_blank">MLT0699</a></td>
</tr><tr>
<td>10mm NMR Sample Tube</td>
<td>Equipment</td>
<td>Wilmad LabGlass</td>
<td>513-7PP-7</td>
</tr><tr>
<td>Polyethylene tubing PE10</td>
<td>Equipment</td>
<td>Becton-Dickinson</td>
<td>427401</td>
</tr><tr>
<td><a href="http://www.adinstruments.com/products/hardware/corporate/product/MLT844/" target="_blank">Physiological Pressure Transducer</a></td>
<td>Equipment</td>
<td><a href="http://www.adinstruments.com" target="_blank">ADInstruments</a></td>
<td><a href="http://www.adinstruments.com/products/hardware/corporate/product/MLT844/" target="_blank">MLT844</a></td>
</tr><tr>
<td>Polyethylene tubing PE50</td>
<td>Equipment</td>
<td>Becton-Dickinson</td>
<td>427411</td>
</tr><tr>
<td>Micrometer syringe</td>
<td>Equipment</td>
<td>Gilmont Instruments</td>
<td>GS-1101</td>
</tr><tr>
<td>McPherson Forceps</td>
<td>Equipment</td>
<td>Miltex Inc.</td>
<td>18-949</td>
</tr><tr>
<td>Castraviejo microscissors</td>
<td>Equipment</td>
<td>Roboz Surgical Instruments</td>
<td>RS-5650</td>
</tr><tr>
<td>Neoptix Signal Conditioner</td>
<td>Equipment</td>
<td>Neoptix, Inc.</td>
<td>Reflex - 1</td>
</tr>	
</tbody>
</table>

assessment of cardiac function and energetics in isolated mouse hearts using 31p nmr spectroscopy

Biotechnologisch Mausmodellen haben mächtig geworden Recherche-Tools bei der Bestimmung kausaler Zusammenhänge zwischen molekularen Veränderungen und Modelle von Herz-Kreislauf-Erkrankung. Obwohl der Molekularbiologie ist notwendig, in denen die wichtigsten Änderungen in den Signalweg, ist es nicht ein Surrogat für funktionelle Bedeutung. Während Physiologie Antworten auf die Frage nach der Funktion bereitstellen kann, die Kombination von Physiologie mit biochemischen Beurteilung der Metaboliten in die intakte, schlagende Herz erlaubt ein vollständiges Bild der Herzfunktion und Energetik. Seit Jahren hat unser Labor isolierten Herzen Infusionen mit Kernspinresonanz (NMR)-Spektroskopie kombiniert, um diese Aufgabe zu erfüllen genutzt. Die linksventrikuläre Funktion wird von Langendorff-Modus isolierten Herzen Perfusionen beurteilt, während kardiale Energetik, indem gemessen wird<sup&gt; 31</sup&gt; P Magnetresonanz-Spektroskopie des perfundierten Herzen. Mit diesen Techniken können Indizes der kardialen Funktion in Kombination mit einem Gehalt an Phosphokreatin und ATP gleichzeitig in schlagenden Herzen gemessen werden. Darüber hinaus können diese Parameter überwacht, während physiologische oder pathologische Stressoren eingeleitet werden. Zum Beispiel kann Ischämie / Reperfusion oder hohe Arbeitsbelastung Herausforderung Protokolle angenommen werden. Die Verwendung von Aorten-banding oder andere Modelle der kardialen Pathologie apt auch. Unabhängig von der Varianten innerhalb des Protokolls kann die funktionelle und energetische Bedeutung der molekularen Modifikationen von transgenen Mausmodellen adäquat beschrieben werden, was zu neuen Einsichten in die damit verbundenen enzymatischen und Stoffwechselwege. Daher<sup&gt; 31</sup&gt; P-NMR-Spektroskopie in der isoliert perfundierten Herzen ist eine wertvolle Forschungs-Technik in Tiermodellen von Herz-Kreislauf-Erkrankung.

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

Langendorff-Modus isolierten Herzen Perfusion, in Verbindung mit<sup&gt; 31</sup&gt; P-NMR-Spektroskopie, kombiniert den Gebieten der Biochemie und Physiologie in einem Experiment. Das Protokoll ermöglicht die dynamische Messung von hohen Energie-Phosphat-Gehalt und Umsatz im Herzen, während gleichzeitig die Überwachung physiologischer Funktion. Wenn richtig ausgeführt, ist dies eine wertvolle Technik für die Beurteilung von Herz-Energetik.

Beurteilung der Herzfunktion und Energetik in isolierten Maus-Herzen mit 31 P-NMR-Spektroskopie

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

Research

JoVE Journal

Medicine

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

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NADH Fluoreszenz-Imaging von isolierten biventrikulären Arbeiten Kaninchenherzen

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

Forschung

Medizin

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Beurteilung der Herzfunktion und Morphologie Myokardiale Mit Small Animal Look-Locker Inversion Recovery (SALLI) MRI in Ratten

Small animal magnetic resonance  imaging is an important tool to study cardiac function and changes in myocardial  tissue. The high heart rates of small ...

Assessment of Right Ventricular Structure and Function in Mouse Model of Pulmonary Artery Constriction by Transthoracic Echocardiography

Beurteilung der rechtsventrikulären Struktur und Funktion in Maus-Modell der Lungenarterie Verengung durch transthorakale Echokardiographie

Emerging clinical data support the notion that RV dysfunction is critical to the pathogenesis of cardiovascular disease and heart failure1-3. Moreover, ...

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

Induktion und Beurteilung der Ischämie-Reperfusion Injury in Langendorff-perfundierten Rattenherzen

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

Assessment of Human Adipose Tissue Microvascular Function Using Videomicroscopy

Bewertung der menschlichen Fettgewebe mikrovaskuläre Funktion mit Videomicroscopy

While obesity is closely linked to the development of metabolic and cardiovascular disease, little is known about mechanisms that govern these processes. ...

Assessment of Kidney Function in Mouse Models of Glomerular Disease

Beurteilung der Nierenfunktion in Mausmodellen der glomerulären Erkrankung

The use of murine models to mimic human kidney disease is becoming increasingly common. Our research is focused on the assessment of glomerular function ...

Normothermic Ex Situ Heart Perfusion in Working Mode: Assessment of Cardiac Function and Metabolism

Normothermic Ex-Situ Herz Perfusion im Arbeitsmodus: Beurteilung der Herzfunktion und Stoffwechsel

The current standard method for organ preservation (cold storage, CS), exposes the heart to a period of cold ischemia that limits the safe preservation ...

Echocardiographic Assessment of Cardiac Anatomy and Function in Adult Rats

Echokardiographische Beurteilung der Herzanatomie und Funktion bei erwachsenen Ratten

The use of experimental animal models has become crucial in cardiovascular science. Most studies using rodent models are focused on two-dimensional ...

In Vitro Assessment of Cardiac Function Using Skinned Cardiomyocytes

In Vitro-Bewertung der Herzfunktion mit gehäuteten Kardiomyozyten

In this article, we describe the steps required to isolate a single permeabilized (&#34;skinned&#34;) cardiomyocyte and attach it to a force-measuring ...