Name: nadh fluorescence imaging of isolated biventricular working rabbit hearts
Uploaded: 2012-07-24T13:00:00
Duration: 12 min 7 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about NADH Fluorescence Imaging of Isolated Biventricular Working Rabbit Hearts at JoVE.com

עבודה זו נתמכה על ידי מענק מ-NIH (R01-HL095828 כדי MW קיי).

<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>

אין ניגוד עניינים הצהיר.

הלב נשאר בודד Langendorff perfused כלי בולט לחקר הפיזיולוגיה לב 2. זה שימושי במיוחד מחקרים על הפרעות בקצב הלב, במיוחד אלה להשתמש דימות פלואורסצנטי פוטנציאל הטרנסממברני 20. היתרון הוא epicardium כל הלב בודד ניתן לראות 21, 22. יתרון נוסף הוא, בניגוד הדם, זלוף עם פתרון גבישן ברור חיץ לא להפריע אותות הקרינה. המגבלה היא טכניקה Langendorff לא מתאימים ללימודים של חילוף החומרים לב, אשר לעיתים קרובות דורשים הלב לבצע את העבודה בהקשר של preload פיזיולוגי ולחצים afterload. כדי להעלות את הרלוונטיות של ההכנות לב מבודדים ללימודי מטבוליות, הציג ונילי שינויים טכניקה Langendorff להקים המתאים חדר שמאל (LV) preload ולחצים afterload 3.המודל נקרא מודל מבודד בלב עבודה LV נעשה שימוש נרחב על מנת ללמוד את ביצועי LV ומטבוליזם 4-6. מודל עבודה LV לב עדיפה על מודל Langendorff על הערכות תפקודית, אך הוא אינו מספק החדר הימני טעון כראוי (RV). Demmy et al. 1 דיווח מודל biventricular (LV &amp; RV), כמו שינוי של המודל LV הלב עובד 7, 8. הם מצאו כי פיתוח נפח הפעימה, תפוקת הלב, ולחץ משופרת בלב המרה ממצב למצב LV עובד עובד biventricular 8. RV נטען כהלכה גם משפר את התפקוד במחיצה על ידי צמצום מפל הלחץ לא תקינים על פני מחצה. לבבות עבודה Biventricular הוכחו לשמור על התפוקה אבי העורקים, זרימה ריאתי, כלומר הלחץ אבי העורקים, כלומר לחץ ריאתי, קצב הלב ואת שריר הלב ATP, קריאטין פוספט רמות של עד 3 שעות 8. מחקרים Biventricular לב העובדים משתמשים בדרך כלל לבבות frאום חיות קטנות, כמו עכברים וארנבים, כי תפוקת הלב לבין נפח הנדרש perfusate הרבה פחות מזה על ליבם של בעלי חיים גדולים יותר. עם זאת, מחקרים biventricular לב העבודה נערכו באמצעות לבבות בין חזירים, כלבים, ואפילו בני אדם 23, 24. הדרישה המטבולית של לבבות בודדים במצב עבודה biventricular גבוה במידה ניכרת מזה של זלוף Langendorff. חשוב שהפתרון perfusate לספק מספיק חמצן ואת המצע חילוף החומרים לתמוך תפקוד הלב biventricular. פתרונות סטנדרטיים גבישן חיץ, כגון קרבס-Henseleit 16, 17, 25 או Tyrodes 26, 27, יש solubilities חמצן גבוה ככל 5.6 מ&quot;ג / ל &#39; כאשר אלה הם פתרונות בגז עם carbogen (תערובת גז של 95% O 2 ו - 5% CO 2) ומכילים המצע חילוף החומרים (גלוקוז, דקסטרוז, ו / או פירובט נתרן) מתאים, הם מתאימים לבבות עבודה biventricular מכים על הנורמהבאל בסינוסים שיעורי (כ 180 BPM עבור ארנב). הביקוש גדל חילוף החומרים של מקצבים מהירים וכמות החמצן המומס perfusates רגיל לא יכול להיות מספיק כדי תמיכה מלאה הלב עובד biventricular כי היא מתקשרת בשיעורים גבוהים. פתרונות גבישן חיץ המכילים אריתרוציטים או מעורבים עם דם מלא שימשו ההכנות לב העובדים על מנת להבטיח זמינות חמצן נאותה. מחקרים קודמים הראו כי הוספת אריתרוציטים לפתרון קרבס-Henseleit שיפור תפקוד הלב עובד במהלך פרוטוקולים צעדה מחמירות וכן להפחית את השכיחות של פרפור חדרים 16. הגבלה של שימוש אריתרוציטים או תערובות של דם מלא הוא המוגלובין מפריע אורכי גל האור המשמשים הקרינה הדמיה 13. מצעים אחרים, כמו אלבומין, ניתן גם להוסיף פתרונות perfusate להאריך את הכדאיות לב להפחית בצקת 28. במהלך דימות פלואורסצנטי עוצמת האור עירור צריך להיות גבוה חלוקת האור צריך להיות אחיד. להשיג תאורה אחידה לא תמיד קל בגלל העקמומיות של פני השטח epicardial. במחקרים שלנו, אנחנו התמונה fNADH ידי סינון אור (350 ± 25 nm) של מנורת כספית. סיבים אופטיים מפוצלת ספר אור משמש כדי לכוון את אור UV על פני השטח epicardial. תאורה אחידה יכולה להיות מושגת על ידי מיקום מתאים שני מתנוצץ בחישוקי המתכת פלט. UV-LED מקורות אור יכול לשמש גם, כפי שכבר הוכיח באיור 3. מקורות LED הם זולים יחסית כך ממקורות מרובים יכול להיות משולב בתוך מערכת הדמיה. נוריות ניתן גם באופניים לסירוגין בשיעורים גבוהים לסנכרן אור עירור עם רכישת התמונה. Photobleaching של NADH צריך להיות ממוזער 29 על ידי הקטנת הזמן של הארה רקמות. זה יכול להיעשות על ידי רכיבה על אופניים הארה לסירוגין באמצעות אלקטרוניםIC התריס המנורה או עם מערכת תאורת LED לבין בקר. אם התאורה מסונכרן עם מחזור לב, אז רכישת התמונה fNADH יכול להיות מוגבל תרויח, אשר יפחית את החפץ תנועה אותות הקרינה. תאורה Trigging ורכישת התמונה באמצעות אותות הלחץ, כגון לחץ LV, תהיה דרך אחת לעשות את זה. במחקרים שלנו ראינו כי שינויים fNADH ליחידת זמן יכול להיות יותר מ 5X ב 400 BPM גבוה יותר מאשר ב 200 BPM. זה מצביע על כך מקצבים מהירים לרומם את מצב חיזור של הלב. אם זה נגרם על ידי היפוקסיה או חוסר היכולת של מיוציטים לחמצן NADH ל NAD + מספיק מהר כדי למנוע הצטברות של NADH עדיין השאלה ללא מענה. הביצועים של הכנת הלב biventricular עבודה מותנית בגורמים רבים. אחד החשובים ביותר הוא להגדיר המתאימים לחצים preload ו afterload לחקות פיזיולוגיתתנאים הנמצאים תחת חקירה. בפרט, afterload LV (לחץ אבי העורקים) חייב להיות מותאם לייצג בלחץ מערכתי. אם הוא גבוה מדי, LV לא יוכלו להתגבר על הלחץ, וכתוצאה מכך regurgitation. הלחץ נמוך מדי יפגע זלוף כלילית. לחץ preload LV (לחץ פרוזדורים משמאל) צריך גם להיות מותאם לספק נפח דיאסטולי סוף שמתאימה פרוטוקול הניסוי. fNADH הדמיה של רקמות חיות הוא מצב מבוססת הדמיה של הקרינה 13. ויישומו ברקמת הלב הודגם בארלו סיכוי כאשר הם דיווחו על עליות מרשים של fNADH בתוך רקמת איסכמי אזורית לאחר קשירת 14 כלי כלילית. תמונות fNADH שלהם נרשמו על הסרט באמצעות מצלמה אוסצילוסקופ פיירצ&#39;יילד וצילום פלאש UV. Coremans et al. הרחיב על המושג הזה באמצעות יחס הקרינה / UV NADH ההחזרה כדי measurה מצב מטבולי של epicardium של Langendorff דם perfused לבבות חולדה 30. Videofluorimeter שימש הדמיה הנתונים נרשם באמצעות וידיאו. מאוחר יותר, שולץ ואחרים. השתמשו במערך הספקטרוגרף ו photodiode למדוד fNADH הממוצע מאזור גדול של LV. גישה זו צמצמה את ההשפעות של הקרינה heterogeneities epicardial ווריאציות מקומיות במחזור תוך חשיפת מאקרוסקופיים הקשורים לעבודה וריאציות של fNADH 31. גישה זו דומה לממוצע מחשוב רמות fNADH עבור אזור עניין בכל המסגרות של בסיס הנתונים fNADH הדמיה, כפי שמודגם באיור 2. כפי שכבר הוצג במאמר זה, הטכנולוגיה של היום מספק מהירות גבוהה מצלמות CCD ונשלט באופן דיגיטלי הספק גבוה זרקורים UV. טכנולוגיות אלה מאפשרות את הדינאמיקה של spatiotemporal fNADH ומטבוליזם לב להיחקר מנקודות מבט חדשות רבות. בעלות נמוכה יחסית של אופטיקה מקור האור עושה FNADH הדמיה אביזר שימושי לב במערכות קונבנציונליות מיפוי אופטי. 9, 32

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> כימי </td><td> חברה </td><td> מספר קטלוגי </td></tr><tr><td> NaCl </td><td> Sigma-Aldrich, סנט לואיס, מיזורי </td><td> S-3014 </td></tr><tr><td> KCl </td><td> Sigma-Aldrich, סנט לואיס, מיזורי </td><td> P3911-500 גרם </td></tr><tr><td> CaCl 2 </td><td> פישר סיינטיפיק, מדשאה הוגן, ניו ג &#39;רזי </td><td> C77-500 </td></tr><tr><td> MgSO 4 </td><td> Sigma-Aldrich, סנט לואיס, מיזורי </td><td> M-7506 </td></tr><tr><td> NaHCO 3 </td><td> פישר סיינטיפיק, מדשאה הוגן, ניו ג &#39;רזי </td><td> S-233 </td></tr><tr><td> KH 2 PO 4 </td><td> פישר סיינטיפיק, מדשאה הוגן, ניו ג &#39;רזי </td><td> 423-316 </td></tr><tr><td> גלוקוז </td><td> Sigma-Aldrich, סנט לואיס, מיזורי </td><td> 158968-500 גרם </td></tr><tr><td> NaPyruvate </td><td> Sigma-Aldrich, סנט לואיס, מיזורי </td><td> P2256-25 גרם </td></tr><tr><td> אלבומין </td><td> Sigma-Aldrich, סנט לואיס, מיזורי </td><td> A9418-100 גרם </td></tr></tbody></table>

nadh fluorescence imaging of isolated biventricular working rabbit hearts

מאז הקמתה על ידי Langendorff 1, הלב נשאר בודד perfused כלי מרכזי ללימוד פיזיולוגיה של הלב 2. עם זאת, זה לא מתאים היטב מחקרים של חילוף החומרים של הלב, אשר דורשים הלב לבצע את העבודה בהקשר של preload פיזיולוגי ולחצים afterload. שינויים שהוכנסו ונילי לטכניקה Langendorff להקים המתאים חדר שמאל (LV) preload ולחצים afterload 3. המודל נקרא מודל מבודד בלב עבודה LV נעשה שימוש נרחב על מנת ללמוד את ביצועי LV ומטבוליזם 4-6. מודל זה, לעומת זאת, אינו מספק החדר הימני טעון כראוי (RV). Demmy et al. 1 דיווח מודל biventricular כמו שינוי של המודל LV הלב עובד 7, 8. הם מצאו כי פיתוח נפח הפעימה, תפוקת הלב, ולחץ משופרת בלב המרה ממצב למצב LV עובד עובד biventricular 8 </sup&gt;. RV נטען כהלכה גם מפחית מפל הלחץ לא תקינים על פני מחצה כדי לשפר את תפקוד במחיצה. לבבות עבודה Biventricular הוכחו לשמור על התפוקה אבי העורקים, זרימה ריאתי, אומר אבי העורקים בלחץ, קצב לב, שריר הלב רמות ה-ATP עד 3 שעות 8. כאשר לומדים את ההשפעות המטבוליות של פגיעה בשריר הלב, כגון איסכמיה, לעתים קרובות יש צורך לזהות את המיקום של הרקמה הפגועה. ניתן לעשות זאת על ידי הדמיה הקרינה של NADH (בצורה מופחתת של dinucleotide אדנין nicotinamide) 9-11, מצאו אנזים בכמויות גדולות במיטוכונדריה. NADH הקרינה (fNADH) מציג יחס הפוך באופן ליניארי ליד עם 12 חמצן בריכוז המקומי ומספקת מידה של המדינה חמזור המיטוכונדריה 13. הדמיה fNADH בתנאים hypoxic ו איסכמי שימש שיטת צבע ללא לזהות אזורים hypoxic 14, 15 ו לעקוב אחר התקדמותבתנאי חוסר חמצן לאורך זמן 10. מטרת השיטה היא לעקוב אחר מצב חמזור המיטוכונדריה של לבבות עבודה biventricular במהלך פרוטוקולים המשנים את קצב חילוף החומרים myocyte או לגרום היפוקסיה או ליצור שילוב של השניים. לבבות מניו זילנד ארנבים לבנים היו מחוברים למערכת הלב biventricular עובד (הוגו זקס Elektronik) ו perfused פתרון קרבס-Henseleit שונה 16 ב 37 ° C. אבי העורקים, LV, עורק הריאה, ולחצים פרוזדורי &amp; שמאל ימין נרשמו. הפעילות החשמלית נמדדה באמצעות אלקטרודה monophasic פוטנציאל פעולה. לתמונה fNADH, האור של מנורת כספית לא מסונן (350 ± 25 nm) ולהשתמש בהם כדי להאיר את epicardium. האור הנפלט היה מסונן (460 ± 20 ננומטר) צילמו באמצעות מצלמת CCD. שינויים fNADH epicardial הלבבות עבודה biventricular במהלך שיעורי צעדה שונים מוצגים. שילוב של מודל לב fNADH הדמיהמספק כלי ניסיוני חדש ובעל ערך לחקר מחלות לב חריפה בהקשר של תנאים פיסיולוגיים מציאותיים.

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

המטרה היא לפקח על המדינה חמזור המיטוכונדריה של לבבות בודדים בהקשר של preload פיזיולוגי ולחצים afterload. הלב biventricular לעבוד במודל ארנבת מוצג. רזולוציה גבוהה spatiotemporal הקרינה הדמיה של NADH משמש כדי לפקח על מצב חמזור המיטוכונדריה של הרקמה epicardial.

NADH Fluorescence הדמיה של Biventricular מבודדת עבודה לבבות ארנב

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

Research

JoVE Journal

Medicine

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

הערכה של תפקוד הלב Energetics בלבבות עכבר בודדות שימוש 31 P NMR ספקטרוסקופיה

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

In vivo Imaging of Tumor Angiogenesis using Fluorescence Confocal Videomicroscopy

In vivo Imaging of Tumor Angiogenesis using Fluorescence Confocal Videomicroscopy

בהדמית vivo של אנגיוגנזה גידול באמצעות הקרינה Confocal Videomicroscopy

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

Intramyocardial Cell Delivery: Observations in Murine Hearts

משלוח הנייד intramyocardial: תוכן בלבבות Murine

Previous studies showed that cell delivery promotes cardiac function amelioration by release of cytokines and factors that increase cardiac tissue ...

An Isolated Working Heart System for Large Animal Models

מערכת העבודה לב מבודדת למודלים בבעלי חיים גדולים

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

עבודה עם רקמות אנושיות לחקר סרטן Translational

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

בתיווך פלורסצנטיות טומוגרפיה זיהוי, כימות הקשורות מקרופאג דלקת מעיים מאתר

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

חצי מינימלי שיטה פולשנית כדי לגרום אוטם שריר הלב בחולדות הערכה של תפקוד הלב על ידי מערכת לב עבודה מבודדת

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

הערכה דו-חדרית של תפקוד הלב ולולאות נפח לחץ על ידי צנתור חזה סגור בעכברים

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

ניקוי רקמות מבוסס בהירות מעודן עבור ארגון פיברובלסט תלת מימדי בלבבות עכבר בריאים ופצועים

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

מערכת זלוף ריאות מבודדת במודל הארנב

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