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

Эта работа была поддержана грантом из NIH (R01-HL095828 к МВт Kay).

<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>

Нет конфликта интересов объявлены.

Изолированной Langendorff перфузии сердце остается известный инструмент для изучения физиологии сердца 2. Это особенно полезно при изучении нарушений сердечного ритма, особенно те, которые используют флуоресценции трансмембранного потенциала 20. Преимуществом является то, что весь эпикарда изолированного сердца можно наблюдать 21, 22. Еще одним преимуществом является то, что, в отличие от крови, перфузии с четким буферного раствора кристаллоидов не мешает флуоресценции. Ограничение в том, что техника Langendorff не очень хорошо подходит для исследования сердечной обмена веществ, которые часто требуют сердце для выполнения работ в рамках физиологических преднагрузки и постнагрузки давления. Чтобы поднять значимость изолированных препаратов сердце метаболических исследований, Нили введены изменения в технику Langendorff для создания надлежащих левого желудочка (ЛЖ) преднагрузки и постнагрузки давление 3.Эта модель известна как изолированное LV модель сердца рабочих и широко используется для изучения LV производительность и обмен веществ 4-6. Сердце LV рабочая модель превосходит модели Langendorff для функциональной оценки, но он не обеспечивает надлежащим образом загружены правого желудочка (ПЖ). Demmy соавт. впервые сообщили бивентрикулярной модели (LV и RV), а изменение сердца LV рабочая модель 7, 8. Они обнаружили, что ударный объем, сердечный выброс и давление развития улучшились в сердцах преобразован из рабочего режима в LV бивентрикулярной режим работы 8. Правильно загружена RV также улучшает функцию перегородки, уменьшая ненормальный градиентов давления на перегородку. Бивентрикулярной рабочий сердца было показано, что поддержание аорты выход, легочный кровоток, средний аортального давления, среднего давления в легочной артерии, сердечный ритм и инфаркта АТФ и уровень креатина фосфата до 3 часов 8. Бивентрикулярной рабочих исследований сердца обычно используют сердца птОМ мелких животных, таких как крысы и кролики, потому что сердечный выброс и необходимый объем перфузат намного меньше, чем для сердца крупных животных. Тем не менее, бивентрикулярной рабочих исследований сердца были проведены с использованием сердца свиней, собак и даже людей 23, 24. Метаболических спроса изолированных сердца бивентрикулярной режима работы значительно выше, чем у перфузии Langendorff. Важно, что перфузат решение обеспечить достаточное количество кислорода и метаболическим субстратом для поддержки бивентрикулярной функции сердца. Стандартный буфер кристаллоидных растворов, таких как Кребса-Хенселейта 16, 17, 25 или 26 Tyrodes, 27, у кислорода растворимость выше, чем 5,6 мг / л Когда эти решения с газом карбогена (газ смесь 95% O 2 и 5% CO 2) и содержать соответствующие метаболические подложки (глюкоза, декстроза, и / или пируват натрия), они хорошо подходят для рабочего бивентрикулярной сердца бьются в нормеАль синус ставки (примерно 180 ударов в минуту для кроликов). Метаболический увеличивается спрос на быстрый ритм и количество кислорода, растворенного в стандартной perfusates может быть не достаточно для полной поддержки бивентрикулярной работающем сердце сжимается, что при высоких скоростях. Кристаллоидные буферных растворов, содержащих эритроциты или смешанный с цельной крови были использованы в подготовке рабочих сердца обеспечивать достаточное наличие кислорода. Предыдущие исследования показали, что добавление эритроцитов Кребса Хензелайта улучшить рабочие функции сердца во время строгих протоколов стимуляции, а также снижает частоту фибрилляции желудочков 16. Ограничение использования эритроцитов или смеси цельной крови является гемоглобин, который мешает световых волн, которые используются для флуоресценции 13. Другие субстратов, таких как альбумин, также могут быть добавлены к перфузат решение продлить жизнеспособность сердца и уменьшения отека 28. В флуоресценции интенсивности возбуждающего света должна быть высокой и распределение света должно быть равномерным. Достижение равномерное освещение не всегда легко из-за кривизны поверхности эпикарда. В наших исследованиях мы fNADH изображения путем фильтрации света (350 ± 25 нм) с ртутной лампой. Раздвоенного оптоволоконного световода используется для направления ультрафиолетового излучения на поверхности эпикарда. Равномерное освещение может быть достигнуто путем соответствующего позиционирования двух наконечников производства. УФ светодиодных источников света также может быть использован, как мы показали на рисунке 3. Светодиодные источники являются относительно недорогими, так что несколько источников могут быть включены в системы визуализации. Светодиоды также можно циклически и выключается при высокой скорости синхронизации возбуждения светом с захвата изображения. Фотообесцвечивания NADH должно быть сведено к минимуму 29 за счет сокращения времени ткани освещения. Это может быть сделано на велосипеде освещение и выключается с помощью электронногоIC затвора и лампы или светодиодные системы освещения и управления. Если освещение синхронизировано с сердечным циклом, то fNADH захвата изображений может быть ограничено диастолы, что приведет к сокращению движения артефакт в флуоресценции. Освещение Trigging и получения изображений помощью давления сигнала, таких как давление Л.В., будет одним из способов сделать это. В наших исследованиях мы обнаружили, что изменения в fNADH в единицу времени может быть больше 5 раз выше 400 ударов в минуту, чем на 200 ударов в минуту. Это означает, что быстрый ритм поднять окислительно-восстановительное состояние сердца. Так или иначе это связано с гипоксией или неспособность миоциты для окисления NADH в NAD + достаточно быстро, чтобы избежать накопления NADH еще вопрос без ответа. Производительность бивентрикулярной работающем сердце препарата зависит от множества факторов. Одним из наиболее важных является создание соответствующего давления преднагрузки и постнагрузки, чтобы имитировать физиологическоеусловий, которые находятся под следствием. В частности, постнагрузку ЛЖ (аортального давления) должны быть скорректированы для представления системного давления. Если она слишком высока, LV не будет в состоянии преодолеть давление, в результате регургитации. Давление, которое слишком низко отрицательно скажется коронарной перфузии. Давление LV преднагрузку (давление в левом предсердии), также должны быть скорректированы обеспечить конечного диастолического объема, который подходит для экспериментальных протоколов. fNADH изображений живых тканей является признанным способом флуоресценции 13. Его применение в сердечной ткани было проиллюстрировано Барлоу и шанс, когда они сообщили поразительно высоте fNADH в региональном ишемической ткани после перевязки коронарной 14 судна. Их fNADH изображения были записаны на пленку с помощью камеры Fairchild осциллограф и УФ съемке со вспышкой. Coremans соавт. расширили это понятие помощью NADH флуоресценции / UV отражения отношение к измерениюе метаболическое состояние эпикарда Langendorff перфузии крови крыс сердца 30. Videofluorimeter была использована для обработки изображений и данных, записанные с помощью видеокамеры. Позже, Шольц и соавт. использовали спектрограф и фотодиод массива для измерения средней fNADH с большой площадью LV. Такой подход снизил эффект эпикарда флуоресценции неоднородностей и локальные изменения в циркуляции при выявлении макроскопические связанные с работой изменения fNADH 31. Этот подход похож на вычисление среднего уровня fNADH для региона, интерес для всех кадров данных fNADH изображения, как показано на рисунке 2. Как мы уже представлены в этой статье, современная технология обеспечивает высокую скорость ПЗС-камеры с цифровым управлением и мощными прожекторами УФ. Эти технологии позволяют пространственно-временной динамики fNADH и сердечного метаболизма для изучения многих новые перспективы. Относительно недорогой оптики и источник света делает еNADH изображений полезный аксессуар для обычных сердечных оптических систем отображения. 9, 32

<table border="1"><tbody><tr><td> Химический </td><td> Компания </td><td> Номер по каталогу </td></tr><tr><td> NaCl </td><td> Sigma-Aldrich, Сент-Луис, Миссури </td><td> S-3014 </td></tr><tr><td> KCl </td><td> Sigma-Aldrich, Сент-Луис, Миссури </td><td> P3911-500G </td></tr><tr><td> CaCl 2 </td><td> Fisher Scientific, Fair Lawn, NJ </td><td> C77-500 </td></tr><tr><td> MgSO 4 </td><td> Sigma-Aldrich, Сент-Луис, Миссури </td><td> M-7506 </td></tr><tr><td> NaHCO 3 </td><td> Fisher Scientific, Fair Lawn, NJ </td><td> S-233 </td></tr><tr><td> KH 2 PO 4 </td><td> Fisher Scientific, Fair Lawn, NJ </td><td> 423-316 </td></tr><tr><td> Глюкоза </td><td> Sigma-Aldrich, Сент-Луис, Миссури </td><td> 158968-500G </td></tr><tr><td> NaPyruvate </td><td> Sigma-Aldrich, Сент-Луис, Миссури </td><td> P2256-25G </td></tr><tr><td> Альбумин </td><td> Sigma-Aldrich, Сент-Луис, Миссури </td><td> A9418-100G </td></tr></tbody></table>

nadh fluorescence imaging of isolated biventricular working rabbit hearts

Since its inception by Langendorff1, the isolated perfused heart remains a prominent tool for studying cardiac physiology2. However, it is not well-suited for studies of cardiac metabolism, which require the heart to perform work within the context of physiologic preload and afterload pressures. Neely introduced modifications to the Langendorff technique to establish appropriate left ventricular (LV) preload and afterload pressures3. The model is known as the isolated LV working heart model and has been used extensively to study LV performance and metabolism4-6. This model, however, does not provide a properly loaded right ventricle (RV). Demmy et al. first reported a biventricular model as a modification of the LV working heart model7, 8. They found that stroke volume, cardiac output, and pressure development improved in hearts converted from working LV mode to biventricular working mode8. A properly loaded RV also diminishes abnormal pressure gradients across the septum to improve septal function. Biventricular working hearts have been shown to maintain aortic output, pulmonary flow, mean aortic pressure, heart rate, and myocardial ATP levels for up to 3 hours8.
When studying the metabolic effects of myocardial injury, such as ischemia, it is often necessary to identify the location of the affected tissue. This can be done by imaging the fluorescence of NADH (the reduced form of nicotinamide adenine dinucleotide)9-11, a coenzyme found in large quantities in the mitochondria. NADH fluorescence (fNADH) displays a near linearly inverse relationship with local oxygen concentration12 and provides a measure of mitochondrial redox state13. fNADH imaging during hypoxic and ischemic conditions has been used as a dye-free method to identify hypoxic regions14, 15 and to monitor the progression of hypoxic conditions over time10.
The objective of the method is to monitor the mitochondrial redox state of biventricular working hearts during protocols that alter the rate of myocyte metabolism or induce hypoxia or create a combination of the two. Hearts from New Zealand white rabbits were connected to a biventricular working heart system (Hugo Sachs Elektronik) and perfused with modified Krebs-Henseleit solution16 at 37 &deg;C. Aortic, LV, pulmonary artery, and left &amp; right atrial pressures were recorded. Electrical activity was measured using a monophasic action potential electrode. To image fNADH, light from a mercury lamp was filtered (350&plusmn;25 nm) and used to illuminate the epicardium. Emitted light was filtered (460&plusmn;20 nm) and imaged using a CCD camera. Changes in the epicardial fNADH of biventricular working hearts during different pacing rates are presented. The combination of the heart model and fNADH imaging provides a new and valuable experimental tool for studying acute cardiac pathologies within the context of realistic physiological conditions.

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

Цель состоит в том, чтобы следить за митохондриальных окислительно-восстановительного состояния изолированного сердца в рамках физиологических преднагрузки и постнагрузки давления. Бивентрикулярной рабочая модель сердца кролика представлен. Высокое разрешение пространственно-временной флуоресценции НАДН используется для контроля митохондриальных окислительно-восстановительное состояние эпикарда ткани.

NADH флуоресценции изолированных бивентрикулярной рабочей Кролик сердца

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

Оценка функции сердца и энергетика в изолированном сердце мыши, используя 31 P ЯМР-спектроскопии

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

В естественных изображений опухолевого ангиогенеза с помощью флуоресцентной конфокальной видеомикроскопии

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

Интрамиокардиальной сотовый поставки: Наблюдения в мышиных сердцах

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

Изолированная система работы сердца для крупных животных моделях

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

Работа с тканями человека для трансляционных исследований рака

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

Флуоресценции опосредованной томография для выявления и количественной оценки мышиных кишечного воспаления Макрофаг связанных

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

Полумапримальная инвазивная методика для индуцирования инфаркта миокарда у крыс и оценка сердечной функции изолированной рабочей системой сердца

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

Бивентрикулярная оценка сердечной функции и плотно-объемных петель с помощью закрытой грудной катетеризации у мышей

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

Усовершенствованная очистка тканей на основе CLARITY для трехмерной организации фибробластов в здоровых и поврежденных сердцах мышей

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

Изолированная система перфузии легких в модели кролика

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