Name: contractility measurements on isolated papillary muscles for the investigation of cardiac inotropy in mice
Uploaded: 2015-09-17T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Contractility Measurements on Isolated Papillary Muscles for the Investigation of Cardiac Inotropy in Mice at JoVE.com

Questo lavoro è stato sostenuto dalla Deutsche Forschungsgemeinschaft (KFO 196 &quot;Signaltransduktion bei adaptativen und maladaptiven kardialen rimodellante-Prozessen&quot;, FR 1638 / 1-2) e dalla DZHK (Centro tedesco per la ricerca cardiovascolare, una parte dei Centri tedeschi of Health Research , che è un BMBF (Ministero tedesco dell&#39;Istruzione e della Ricerca), iniziativa).

NOTA: I passaggi fondamentali della procedura di isolamento sono mostrati in Figura 1 Tutti i passaggi sono descritti in dettaglio nel seguente protocollo.. Isolamento del muscolo papillare, il montaggio in organo da camera bagno, acquisizione e l&#39;analisi viene effettuata in un lasso di tempo consecutivo e obbligatoria. Tutti gli esperimenti sugli animali sono stati eseguiti in conformità con la legislazione tedesca in materia di protezione degli animali e sono state ap...

<ol>
	<li>Endoh, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiac+Ca2++signaling+and+Ca2++sensitizers.">Cardiac Ca2+ signaling and Ca2+ sensitizers.</a> Circ J. 12 (12), 1915-1925 (2008).</li><li>Bers, 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=Calcium+cycling+and+signaling+in+cardiac+myocytes.">Calcium cycling and signaling in cardiac myocytes.</a> Annu Rev Physiol. 70, 23-49 (2008).</li><li>Bers, D., Despa, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Na/K-ATPase&#8212;an+integral+player+in+the+adrenergic+fight-or+flight+response.">Na/K-ATPase&#8212;an integral player in the adrenergic fight-or flight response.</a> Trends Cardiovasc Med. 19, 111-118 (2009).</li><li>Bers, D. 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D., Perez, N. G., Marban, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calcium+cycling+and+contractile+activation+in+intact+mouse+cardiac+muscle.">Calcium cycling and contractile activation in intact mouse cardiac muscle.</a> J Physiol. 507, 175-184 (1998).</li><li>Bluhm, W. F., Kranias, E. G., Dillmann, W. H., Meyer, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phospholamban:+a+major+determinant+of+the+cardiac+force-frequency+relationship.">Phospholamban: a major determinant of the cardiac force-frequency relationship.</a> Am J Physiol Heart Circ Physiol. 278 (1), H249-H255 (2000).</li><li>Redel, A., Baumgartner, W., Golenhofen, K., Drenckhahn, D., Golenhofen, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+activity+and+force-frequency+relationship+of+isolated+mouse+papillary+muscle:+effects+of+extracellular+calcium+concentration,+temperature+and+contraction+type.">Mechanical activity and force-frequency relationship of isolated mouse papillary muscle: effects of extracellular calcium concentration, temperature and contraction type.</a> Pflugers Arch. 445 (2), 297-304 (2002).</li><li>Uhl, S., Mathar, I., Vennekens, R., Freichel, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adenylyl+cyclase-mediated+effects+contribute+to+increased+Isoprenaline-induced+cardiac+contractility+in+TRPM4+deficient+mice.">Adenylyl cyclase-mediated effects contribute to increased Isoprenaline-induced cardiac contractility in TRPM4 deficient mice.</a> JMCC. 74, 307-317 (2014).</li><li>Allen, D. G., Jewell, B. R., Wood, E. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Studies+of+the+contractility+of+mammalian+myocardium+at+low+rates+of+stimulation.">Studies of the contractility of mammalian myocardium at low rates of stimulation.</a> J Physiol. 254 (1), 1-17 (1976).</li><li>Pieske, B., Maier, L. S., Schmidt-Schweda, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sarcoplasmic+reticulum+Ca2++load+in+human+heart+failure.">Sarcoplasmic reticulum Ca2+ load in human heart failure.</a> Basic Res Cardiol. 97, 163-171 (2002).</li><li>Koch-Weser, J., Blinks, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Influence+of+the+Interval+between+Beats+on+Myocardial+Contractility.">The Influence of the Interval between Beats on Myocardial Contractility.</a> Pharmacol Rev. 15, 601-652 (1963).</li><li>Bocalini, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Myocardial+remodeling+after+large+infarcts+in+rat+converts+post+rest-potentiation+in+force+decay.">Myocardial remodeling after large infarcts in rat converts post rest-potentiation in force decay.</a> Arq Bras Cardiol. 98 (3), 243-251 (2012).</li><li>Juggi, 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=Effect+of+ischemia-reperfusion+on+the+post-rest+inotropy+of+isolated+perfused+rat+heart.">Effect of ischemia-reperfusion on the post-rest inotropy of isolated perfused rat heart.</a> J Cell Mol Med. 6 (4), 621-630 (2002).</li><li>Lakatta, E. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Beyond+Bowditch:+the+convergence+of+cardiac+chronotropy+and+inotropy.">Beyond Bowditch: the convergence of cardiac chronotropy and inotropy.</a> Cell Calcium. 35 (6), 629-624 (2004).</li><li>Taylor, D. G., Parilak, L. D., LeWinter, M. M., Knot, 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=Quantification+of+the+rat+left+ventricle+force+and+Ca2++-frequency+relationships:+similarities+to+dog+and+human.">Quantification of the rat left ventricle force and Ca2+ -frequency relationships: similarities to dog and human.</a> Cardiovasc Res. 61 (1), 77-86 (2004).</li><li>Schmidt, U., Hajjar, R. J., Gwathmey, J. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+force-interval+relationship+in+human+myocardium.">The force-interval relationship in human myocardium.</a> J Card Fail. 1 (4), 311-321 (1995).</li><li>Rossman, E. I., Petre, R. E., Chaudhary, K. W., Piacentino, V. 3. r. d., Janssen, P. M., Gaughan, J. P., Houser, S. R., Margulies, K. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Abnormal+frequency-dependentresponses+represent+the+pathophysiologic+signature+of+contractile+failure+inhuman+myocardium.">Abnormal frequency-dependentresponses represent the pathophysiologic signature of contractile failure inhuman myocardium.</a> JMCC. 36 (1), 33-42 (2004).</li><li>Moran, A. E., Forouzanfar, M. H., Roth, G. A., Mensah, G. A., Ezzati, M., Murray, C. J., Naghavi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temporal+trends+in+ischemic+heart+disease+mortality+in+21+world+regions,+1980+to+2010:+the+Global+Burden+of+Disease+2010+stud.">Temporal trends in ischemic heart disease mortality in 21 world regions, 1980 to 2010: the Global Burden of Disease 2010 stud.</a> Circulation. 129 (14), 1483-1492 (1980).</li><li>Lee, J. A., Allen, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Changes+in+intracellular+free+calcium+concentration+during+long+exposures+to+simulated+ischemia+in+isolated+mammalian+ventricular+muscle.">Changes in intracellular free calcium concentration during long exposures to simulated ischemia in isolated mammalian ventricular muscle.</a> Circ Res. 71 (1), 58-69 (1992).</li></ol>

In questo manoscritto si descrive un metodo per indagare la contrattilità del muscolo papillare murino in vitro che può essere utilizzato per rispondere ad alcune domande scientifici relativi alla fisiologia del cuore e la patologia nei topi, nonché per sostenere l&#39;analisi delle linee transgeniche e la scoperta di nuovi approcci farmaceutici per il trattamento di disfunzioni cardiache. Illustriamo l&#39;uso di questo metodo per valutare le proprietà fisiologiche, patologiche e farmacologiche di contratt...

L&#39;indagine di proteine ​​come canali ionici che si riferiscono loro ruolo per la contrattilità cardiaca è essenziale per scoprire differenti meccanismi patogenetici e di stabilire nuove strategie terapeutiche per le malattie cardiache come l&#39;ischemia e insufficienza cardiaca. Funzione contrattile dei cardiomiociti mammiferi è noto per essere modulata da vari canali ionici, trasportatori e altre proteine. Potenziale d&#39;azione evocato attivazione di tensione dipendente sarcolemmal tipo L di Ca 2+ canali porta a Ca 2+ afflusso dallo spazio extracellulare e successivamente Ca2 + indotta rilascio di Ca 2+ (CICR) 1, che innesca la contrazione cellulare 2. Ca 2+ -Segnalazione gioca un ruolo centrale nella contrattilità cardiaca e l&#39;adattamento allo stress fisiologico o patologico. Catecolamine attivano i recettori beta-adrenergici cardiaci, stimolando così ciclasi (AC) che sintetizza cAMP. L&#39;attivazione, Protein chinasi A (PKA) fosforila diverse proteine ​​associate intracellulari e di membrana come L-tipo Ca 2+ canali, fosfolambano e recettori rianodinici conseguente modifica di Ca 2+ transitori e cardiaco contrattilità 1,3,4. cAMP è degradata dalla fosfodiesterasi (PDE). L&#39;attivazione dei recettori Gs-accoppiati diversi beta-adrenergici porta anche ad accumulo di cAMP. La tecnica di misurazione contrattilità in isolati strisce muscolari ventricolare è ben definito per le più grandi mammiferi 5-8. Sulla base della possibilità di gene targeting in topi è importante stabilire metodi per analizzare murino fisiologia cardiaca. Tuttavia, i dati esistenti sulle proprietà fisiologiche di preparati muscolari isolate in topi variano a seconda delle condizioni sperimentali 9-12. Il metodo descritto è utilizzato per analizzare contrattilità cardiaca ventricolare sinistra pre muscolo papillareparations in vitro. Investigation della contrattilità cardiaca viene eseguita in assenza di influenze modificanti contrattilità cardiaca in vivo, come la pressione sanguigna, stimolazione neuroumorale e stress fisico o metabolica. Il tasso di battito della preparazione contraente muscolo può essere rigorosamente definito e cambiato arbitrariamente. Twitch forza può essere analizzato nel contesto di stimoli specifici come concentrazione di calcio, battendo frequenza o temperatura. Inoltre, questo metodo può essere usato per studiare diversi componenti della via di segnalazione e di confrontare funzione cardiaca di modelli murini geneticamente modificati controllando condizioni sperimentali sopra menzionati.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Sodium chloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S7653</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium bicarbonate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S5761&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium chloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P9333</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glucose</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>D9434&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium pyruvate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P5280&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calcium chloride dihydrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td align="right">223506</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnesium sulfate heptahydrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td align="right">230391</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium phosphate monobasic</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P 5655</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2,3-Butanedione monoxime</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>B0753</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forskolin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>F3917</td>
			<td>Hazard statement H312, solve in DMSO</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3-?Isobutyl-?1-?methylxanthine</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>I5879</td>
			<td>Hazard statement H 302, solve in DMSO</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethyl sulfoxide (DMSO)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>D2650</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoprenaline hydrochloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>I5627</td>
			<td>Hazard statement H 315-H319-H335</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Heparine 250.000 IE/10ml</td>
			<td>ratiopharm</td>
			<td>PZN 3874685</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Histamine dihydrochloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>H7250</td>
			<td>Hazard statement H 315-H 317-H319- H334-H335</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

contractility measurements on isolated papillary muscles for the investigation of cardiac inotropy in mice

Muscoli papillari isolati dai cuori adulte di topo possono essere utilizzati per studiare la contrattilità cardiaca durante le diverse condizioni patologiche / fisiologiche. Le caratteristiche contrattili possono essere valutate in maniera indipendente da influenze esterne, quali tono vascolare o lo stato neuroumorale. Raffigura un approccio scientifico tra le misurazioni di cellule singole con isolate miociti cardiaci e studi in vivo, come l&#39;ecocardiografia. Così, preparazioni muscolo papillare servire come un modello eccellente per studiare la fisiologia cardiaca / patofisiologia e può essere utilizzato per le indagini come la modulazione da agenti farmacologici o l&#39;esplorazione di modelli animali transgenici. Qui, descriviamo un metodo per isolare l&#39;anteriore sinistra muscolo papillare murino di indagare la contrattilità cardiaca in un setup bagno di organo. A differenza di un preparato striscia muscolare isolato dalla parete ventricolare, il muscolo papillare può essere preparato in toto senza danneggiare il muscolo tissuuna e severamente. Il setup bagno organo è composto da diversi elettrodi attrezzate camere a bagno d&#39;organo a temperatura controllata, gasati e. Il muscolo papillare isolato è fissato nella camera bagno di organo e stimolato elettricamente. La forza di contrazione evocata viene registrata utilizzando un trasduttore di pressione e parametri quali contrazione forza ampiezza e contraggono la cinetica vengono analizzati. Diversi protocolli sperimentali possono essere eseguite per indagare la contrattilità e calcio-dipendente dalla frequenza e curve dose-risposta di agenti contrattili come catecolamine o altri farmaci. Inoltre, le condizioni patologiche come l&#39;ischemia acuta possono essere simulati.

Il protocollo di questo manoscritto per misure contrattilità isolati murini preparazioni muscolo papillare è sintonizzato per condizioni ottimali per ottenere risultati sperimentali riproducibili in condizioni fisiologiche. Per definire le condizioni sperimentali ottimali abbiamo eseguito esperimenti pilota variabili temperatura del bagno d&#39;organo e la concentrazione di calcio extracellulare (vedi anche 12). Il protocollo qui descritto è stato eseguito con una concentrazione di calcio extracellulare 1,...

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Contractility Measurements on Isolated Papillary Muscles for the Investigation of Cardiac Inotropy in Mice

Murine sinistra muscolo papillare ventricolare può essere usato per studiare la contrattilità cardiaca in vitro. Questo articolo descrive in dettaglio l&#39;isolamento e protocolli sperimentali per studiare le caratteristiche contrattili cardiaci.

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