Name: cardiac response to &#946;-adrenergic stimulation determined by pressure-volume loop analysis
Uploaded: 2021-05-19T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Cardiac Response to ÃŽÂ²-Adrenergic Stimulation Determined by Pressure-Volume Loop Analysis at JoVE.com

Vi er taknemmelige for Manuela Ritzal, Hans-Peter Gensheimer, Christin Richter og holdet fra Interfakultäre Biomedizinische Forschungseinrichtung (IBF) fra Heidelberg Universitet for ekspert teknisk bistand.
Dette arbejde blev støttet af DZHK (Tysk Center for Hjerte-kar-forskning), BMBF (det tyske ministerium for uddannelse og forskning), en Baden-Württemberg føderale stat Innovation fonds og Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, Tysk Research Foundation) Project-ID 239283807 - TRR 152, FOR 2289 og Collaborative Research Center (SFB) 1118.

Alle dyreforsøg blev godkendt og udført i henhold til bestemmelserne i regionalrådet i Karlsruhe og universitetet i Heidelberg (AZ 35-9185.82/A-2/15, AZ 35-9185.82/A-18/15, AZ 35-9185.81/G131/15, AZ 35-9185.81/G121/17) er i overensstemmelse med retningslinjerne i Europa-Parlamentets direktiv 2010/63/EU om beskyttelse af dyr, der anvendes til videnskabelige formål. Data vist i denne protokol er afledt af vilde type C57Bl6/N hanmus (17 ± 1,4 uger). Mus blev opretholdt under specificerede patogenfrie forhold på dyref...

<ol>
	<li>Bacmeister, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inflammation+and+fibrosis+in+murine+models+of+heart+failure.">Inflammation and fibrosis in murine models of heart failure.</a> Basic Research in Cardiology. 114 (3), 19 (2019).</li><li>Hartupee, J., Mann, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurohormonal+activation+in+heart+failure+with+reduced+ejection+fraction.">Neurohormonal activation in heart failure with reduced ejection fraction.</a> Nature Reviews Cardiology. 14 (1), 30-38 (2017).</li><li>Hasenfuss, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+models+of+human+cardiovascular+disease,+heart+failure+and+hypertrophy.">Animal models of human cardiovascular disease, heart failure and hypertrophy.</a> Cardiovascular Research. 39 (1), 60-76 (1998).</li><li>Lefkowitz, R. J., Rockman, H. A., Koch, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Catecholamines,+cardiac+beta-adrenergic+receptors,+and+heart+failure.">Catecholamines, cardiac beta-adrenergic receptors, and heart failure.</a> Circulation. 101 (14), 1634-1637 (2000).</li><li>Cingolani, O. H. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pressure-volume+relation+analysis+of+mouse+ventricular+function.">Pressure-volume relation analysis of mouse ventricular function.</a> The American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 301, 2198-2206 (2011).</li><li>Bacmeister, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+PEEP-Ventilation+and+the+Time+Point+of+Parallel-Conductance+Determination+for+Pressure-Volume+Analysis+Under+beta-Adrenergic+Stimulation+in+Mice.">Assessment of PEEP-Ventilation and the Time Point of Parallel-Conductance Determination for Pressure-Volume Analysis Under beta-Adrenergic Stimulation in Mice.</a> Frontiers in Cardiovascular Medicine. 6, 36 (2019).</li><li>Segin, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiomyocyte-Specific+Deletion+of+Orai1+Reveals+Its+Protective+Role+in+Angiotensin-II-Induced+Pathological+Cardiac+Remodeling.">Cardiomyocyte-Specific Deletion of Orai1 Reveals Its Protective Role in Angiotensin-II-Induced Pathological Cardiac Remodeling.</a> Cells. 9 (5), (2020).</li><li>Clark, J. E., Marber, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advancements+in+pressure-volume+catheter+technology+-+stress+remodelling+after+infarction.">Advancements in pressure-volume catheter technology - stress remodelling after infarction.</a> Experimental Physiology. 98 (3), 614-621 (2013).</li><li>Glower, D. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Linearity+of+the+Frank-Starling+relationship+in+the+intact+heart:+the+concept+of+preload+recruitable+stroke+work.">Linearity of the Frank-Starling relationship in the intact heart: the concept of preload recruitable stroke work.</a> Circulation. 71 (5), 994-1009 (1985).</li><li>Winter, E. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Left+ventricular+function+in+the+post-infarct+failing+mouse+heart+by+magnetic+resonance+imaging+and+conductance+catheter:+a+comparative+analysis.">Left ventricular function in the post-infarct failing mouse heart by magnetic resonance imaging and conductance catheter: a comparative analysis.</a> Acta Physiologica. 194 (2), 111-122 (2008).</li><li>Krenz, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conductance,+admittance,+and+hypertonic+saline:+should+we+take+ventricular+volume+measurements+with+a+grain+of+salt.">Conductance, admittance, and hypertonic saline: should we take ventricular volume measurements with a grain of salt.</a> Journal of Applied Physiology. 107 (6), 1683-1684 (2009).</li><li>Pacher, P., Nagayama, T., Mukhopadhyay, P., Batkai, S., Kass, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+cardiac+function+using+pressure-volume+conductance+catheter+technique+in+mice+and+rats.">Measurement of cardiac function using pressure-volume conductance catheter technique in mice and rats.</a> Nature Protocols. 3 (9), 1422-1434 (2008).</li><li>Wei, A. E., Maslov, M. Y., Pezone, M. J., Edelman, E. R., Lovich, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+pressure-volume+conductance+catheters+in+real-time+cardiovascular+experimentation.">Use of pressure-volume conductance catheters in real-time cardiovascular experimentation.</a> Heart, Lung and Circulation. 23 (11), 1059-1069 (2014).</li><li>van Hout, G. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Admittance-based+Pressure-Volume+Loops+versus+gold+standard+cardiac+magnetic+resonance+imaging+in+a+porcine+model+of+myocardial+infarction.">Admittance-based Pressure-Volume Loops versus gold standard cardiac magnetic resonance imaging in a porcine model of myocardial infarction.</a> Physiological Reports. 2 (4), 00287 (2014).</li><li>Wei, C. L., Shih, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calibration+Capacity+of+the+Conductance-to-Volume+Conversion+Equations+for+the+Mouse+Conductance+Catheter+Measurement+System.">Calibration Capacity of the Conductance-to-Volume Conversion Equations for the Mouse Conductance Catheter Measurement System.</a> IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 56 (6), 1627-1634 (2009).</li><li>Das, S., MacDonald, K., Chang, H. Y., Mitzner, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple+method+of+mouse+lung+intubation.">A simple method of mouse lung intubation.</a> Journal of Visualized Experiments. (73), e50318 (2013).</li><li>Faul, F., Erdfelder, E., Lang, A. G., Buchner, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=G*Power+3:+a+flexible+statistical+power+analysis+program+for+the+social,+behavioral,+and+biomedical+sciences.">G*Power 3: a flexible statistical power analysis program for the social, behavioral, and biomedical sciences.</a> Behavior Research Methods. 39 (2), 175-191 (2007).</li><li>Weiss, J. L., Frederiksen, J. W., Weisfeldt, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hemodynamic+determinants+of+the+time-course+of+fall+in+canine+left+ventricular+pressure.">Hemodynamic determinants of the time-course of fall in canine left ventricular pressure.</a> Journal of Clinical Investigation. 58 (3), 751-760 (1976).</li><li>Faul, F., Erdfelder, E., Lang, A. G., Buchner, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=G*Power+3:+a+flexible+statistical+power+analysis+program+for+the+social,+behavioral,+and+biomedical+sciences.">G*Power 3: a flexible statistical power analysis program for the social, behavioral, and biomedical sciences.</a> Behavioral Research Methods. 39 (2), 175-191 (2007).</li><li>Jacoby, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+comparison+of+magnetic+resonance+imaging+and+conductance+microcatheter+in+the+evaluation+of+left+ventricular+function+in+mice.">Direct comparison of magnetic resonance imaging and conductance microcatheter in the evaluation of left ventricular function in mice.</a> Basic Research in Cardiology. 101 (1), 87-95 (2006).</li><li>Georgakopoulos, D., Kass, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Estimation+of+parallel+conductance+by+dual-frequency+conductance+catheter+in+mice.">Estimation of parallel conductance by dual-frequency conductance catheter in mice.</a> The American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 279 (1), 443-450 (2000).</li><li>Calligaris, S. D., Ricca, M., Conget, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiac+stress+test+induced+by+dobutamine+and+monitored+by+cardiac+catheterization+in+mice.">Cardiac stress test induced by dobutamine and monitored by cardiac catheterization in mice.</a> Journal of Visualized Experiments. (72), e50050 (2013).</li><li>Abraham, D., Mao, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiac+Pressure-Volume+Loop+Analysis+Using+Conductance+Catheters+in+Mice.">Cardiac Pressure-Volume Loop Analysis Using Conductance Catheters in Mice.</a> Journal of Visualized Experiments. (103), e52942 (2015).</li><li>Pearce, J. A., Porterfield, J. E., Larson, E. R., Valvano, J. W., Feldman, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accuracy+considerations+in+catheter+based+estimation+of+left+ventricular+volume.">Accuracy considerations in catheter based estimation of left ventricular volume.</a> Conference proceedings - IEEE engineering in medicine and biology society. 2010, 3556-3558 (2010).</li><li>Nielsen, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Left+ventricular+volume+measurement+in+mice+by+conductance+catheter:+evaluation+and+optimization+of+calibration.">Left ventricular volume measurement in mice by conductance catheter: evaluation and optimization of calibration.</a> The American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 293 (1), 534-540 (2007).</li><li>Townsend, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+Pressure+Volume+Loops+in+the+Mouse.">Measuring Pressure Volume Loops in the Mouse.</a> Journal of Visualized Experiments. (111), e53810 (2016).</li><li>Barnabei, M. S., Palpant, N. J., Metzger, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+genetic+background+on+ex+vivo+and+in+vivo+cardiac+function+in+several+commonly+used+inbred+mouse+strains.">Influence of genetic background on ex vivo and in vivo cardiac function in several commonly used inbred mouse strains.</a> Physiological Genomics. 42 (2), 103-113 (2010).</li><li>Oosterlinck, W., Vanderper, A., Flameng, W., Herijgers, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glucose+tolerance+and+left+ventricular+pressure-volume+relationships+in+frequently+used+mouse+strains.">Glucose tolerance and left ventricular pressure-volume relationships in frequently used mouse strains.</a> Journal of Biomedicine and Biotechnology. 2011, 281312 (2011).</li><li>Guo, X., Kono, Y., Mattrey, R., Kassab, G. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morphometry+and+strain+distribution+of+the+C57BL/6+mouse+aorta.">Morphometry and strain distribution of the C57BL/6 mouse aorta.</a> The American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 283 (5), 1829-1837 (2002).</li><li>Weiss, R. M., Ohashi, M., Miller, J. D., Young, S. G., Heistad, D. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calcific+aortic+valve+stenosis+in+old+hypercholesterolemic+mice.">Calcific aortic valve stenosis in old hypercholesterolemic mice.</a> Circulation. 114 (19), 2065-2069 (2006).</li></ol>

Her giver vi en protokol til at analysere in vivo hjertefunktionen hos mus under stigende β-adrenergic stimulation. Proceduren kan anvendes til at håndtere både baseline parametre for hjertefunktion og adrenergic reserve (f.eks inotropi og kronotropi) i genetisk modificerede mus eller ved interventioner. Den mest fremtrædende fordel ved PVL-målinger (Pressure Volume Loop) sammenlignet med andre midler til bestemmelse af hjertefunktion er analysen af iboende, belastningsuafhængig hjertefunktion. Alle andre metoder (...

Hjerte-kar-sygdomme påvirker typisk hjertefunktionen. Dette spørgsmål påpeger vigtigheden af at vurdere in vivo detaljeret hjertefunktion i dyresygdom modeller. Dyreforsøg er omgivet af en ramme af de tre Rs (3Rs) vejledende principper (Reducer / Forfin/Erstat). I tilfælde af forståelse af komplekse patologier, der involverer systemiske reaktioner (dvs. hjerte-kar-sygdomme) på det nuværende udviklingsniveau, er den vigtigste mulighed at forfine de tilgængelige metoder. Raffinering vil også føre til en reduktion af de krævede dyretal på grund af mindre variation, hvilket forbedrer analysens og konklusionernes effekt. Hertil kommer, kombination af hjertekontraktilitet målinger med dyremodeller af hjertesygdomme, herunder dem induceret af neurohumoral stimulation eller ved tryk overbelastning som aorta banding, som efterligner for eksempel ændret katekolamin /β-adrenergic niveauer1,2,3,4, giver en kraftfuld metode til prækliniske undersøgelser. I betragtning af at kateterets baseret metode fortsat er den mest anvendte tilgang til en tilbundsgående vurdering af hjertekontraktilitet5, havde vi til formål her at præsentere en raffineret måling af in vivo-hjertefunktion hos mus ved trykvolumen loop (PVL) målinger under β-adrenergic stimulation baseret på tidligere erfaringer, herunder evaluering af specifikke parametre for denne tilgang6, 7.
At bestemme hjertehæmodynamiske parametre tilgange, der omfatter billeddannelse eller kateter-baserede teknikker er tilgængelige. Begge muligheder ledsages af fordele og ulemper, der omhyggeligt skal overvejes for det respektive videnskabelige spørgsmål. Billeddannelse tilgange omfatter ekkokardiografi og magnetisk resonans imaging (MRI); begge er blevet anvendt med succes i mus. Ekkokardigrafiske målinger indebærer høje startomkostninger fra en højhastighedssonde, der kræves til musenes høje puls; det er en relativt ligetil ikke-invasiv tilgang, men det er variabelt blandt operatører, der ideelt set bør opleves anerkende og visualisere hjertestrukturer. Derudover kan der ikke udføres trykmålinger direkte, og beregninger opnås ved kombination af størrelsesstørrelse og flowmålinger. På den anden side har det den fordel, at flere målinger kan udføres på samme dyr, og hjertefunktionen kan overvåges for eksempel under sygdomsprogression. Med hensyn til volumenmålingen er MRI guldstandardproceduren, men svarende til ekkokardiografi er det ikke muligt at foretage direkte trykmålinger, og kun forudindlæsningsafhængige parametre kan opnås8. Begrænsende faktorer er også tilgængelighed, analyseindsats og driftsomkostninger. Her er kateterbaserede metoder til måling af hjertefunktion et godt alternativ, der desuden giver mulighed for direkte overvågning af intracardiac-tryk og bestemmelse af belastningsafhængige kontraktilitetsparametre som præload recruitable stroke work (PRSW)9. Ventrikulære mængder målt ved hjælp af et trykledningskateter (gennem ledningsevnebestemmelse) er dog mindre end dem fra MRI, men gruppeforskellene opretholdes i samme interval10. For at bestemme pålidelige volumenværdier kræves den tilsvarende kalibrering, hvilket er et kritisk skridt under PVL-målingerne. Den kombinerer ex vivomålinger af blodledningsevne i volumenkalibrerede cuvettes (konvertering af ledningsevne til volumen) med in vivoanalysen for den parallelle ledning af myokardiet under bolusindsprøjtningen af den hypertoniske saltvand11,12. Derudover er placeringen af kateteret inde i ventrikel og elektrodernes korrekte orientering langs ventrikelens langsgående akse afgørende for detektionsevnen i det omgivende elektriske felt, som de frembringer. Stadig med den reducerede størrelse af musehjertet er det muligt at undgå artefakter produceret af ændringer i kateterets intraventrikulære orientering, selv i udvidet hjertekamre5,10, men artefakter kan udvikle sig under β-adrenergic stimulation6,13. Ud over ledningsmåden metoder udviklingen af optagelse baseret metode syntes at undgå kalibrering trin, men her volumenværdierne er temmelig overvurderet14,15.
Da musen er en af de vigtigste prækliniske modeller inden for hjerte-kar-forskning og β-adrenergic reserve af hjertet er af central interesse i hjertefysiologi og patologi, præsenterer vi her en raffineret protokol til bestemmelse af in vivo hjertefunktion hos mus ved PVL-målinger under β-adrenergic stimulation.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1.4F SPR-839 catheter</td>
			<td>Millar Instruments, USA</td>
			<td>840-8111</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1 ml syringes</td>
			<td>Beckton Dickinson, USA</td>
			<td>REF303172</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bio Amplifier</td>
			<td>ADInstruments, USA</td>
			<td>FE231</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bridge-Amplifier</td>
			<td>ADInstruments, USA</td>
			<td>FE221</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bovine Serum Albumin</td>
			<td>Roth, Germany</td>
			<td>8076.2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Buprenorphine hydrochloride</td>
			<td>Bayer, Germany</td>
			<td>4007221026402</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calibration cuvette</td>
			<td>Millar, USA</td>
			<td>910-1049</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Differential pressure transducer MPX</td>
			<td>Hugo Sachs Elektronik- Harvard Apparatus, Germany</td>
			<td>Type 39912</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dumont Forceps #5/45</td>
			<td>Fine Science tools Inc.</td>
			<td>11251-35</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dumont Forceps #7B</td>
			<td>Fine Science tools Inc.</td>
			<td>11270-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Graefe Forceps</td>
			<td>Fine Science tools Inc.</td>
			<td>11051-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GraphPad Prism</td>
			<td>GraphPad Software</td>
			<td>Ver. 8.3.0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EcoLab-PE-Micotube</td>
			<td>Smiths, USA</td>
			<td>004/310/168-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Etomidate Lipuro</td>
			<td>Braun, Germany</td>
			<td>2064006</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Excel</td>
			<td>Microsoft</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heparin</td>
			<td>Ratiopharm, Germany</td>
			<td>R26881</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hot plate and control unit</td>
			<td>Labotec, Germany</td>
			<td>Hot Plate 062</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isofluran</td>
			<td>Baxter, Germany</td>
			<td>HDG9623</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isofluran Vaporizer</td>
			<td>Abbot</td>
			<td>Vapor 19.3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoprenalinhydrochloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich, USA</td>
			<td>I5627</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fine Bore Polythene tubing 0.61 mm OD, 0.28 mm ID</td>
			<td>Smiths Medical International Ltd, UK</td>
			<td>Ref. 800/100/100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MiniVent ventilator for mice</td>
			<td>Hugo Sachs Elektronik- Harvard Apparatus, Germany</td>
			<td>Type 845</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MPVS Ultra PVL System</td>
			<td>Millar Instruments, USA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaCl</td>
			<td>AppliChem, Germany</td>
			<td>A3597</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaCl 0.9% isotonic</td>
			<td>Braun, Germany</td>
			<td>2350748</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pancuronium-bromide</td>
			<td>Sigma-Aldrich, USA</td>
			<td>BCBQ8230V</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Perfusor 11 Plus</td>
			<td>Harvard Apparatus</td>
			<td>Nr. 70-2209</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Powerlab 4/35 control unit</td>
			<td>ADInstruments, USA</td>
			<td>PL3504</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rechargeable cautery-Set</td>
			<td>Faromed, Germany</td>
			<td>09-605</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scissors</td>
			<td>Fine Science tools Inc.</td>
			<td>140094-11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Software LabChart 7 Pro</td>
			<td>ADInstruments, USA</td>
			<td>LabChart 7.3 Pro</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Standard mouse food</td>
			<td>LASvendi GmbH, Germany</td>
			<td>Rod18</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereo microscope</td>
			<td>Zeiss, Germany</td>
			<td>Stemi 508</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical suture 8/0</td>
			<td>Suprama, Germany</td>
			<td>Ch.B.03120X</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Venipuncture-cannula Venflon Pro Safty 20-gauge</td>
			<td>Beckton Dickinson, USA</td>
			<td>393224</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vessel Cannulation Forceps</td>
			<td>Fine Science tools Inc.</td>
			<td>00574-11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water bath</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific, USA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe filter (Filtropur S 0.45)</td>
			<td>Sarstedt, Germany</td>
			<td>Ref. 83.1826</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

cardiac response to &#946;-adrenergic stimulation determined by pressure-volume loop analysis

Bestemmelse af hjertefunktionen er en robust endpoint analyse i dyremodeller af hjerte-kar-sygdomme for at karakterisere virkningerne af specifikke behandlinger på hjertet. På grund af muligheden for genetiske manipulationer er musen blevet den mest almindelige pattedyrsdyrmodel til at studere hjertefunktion og søge efter nye potentielle terapeutiske mål. Her beskriver vi en protokol til bestemmelse af hjertefunktion in vivo ved hjælp af trykvolumen loop målinger og analyse under basale forhold og under β-adrenergic stimulation ved intravenøs infusion af stigende koncentrationer af isoproterenol. Vi leverer en raffineret protokol, herunder ventilationsstøtte under hensyntagen til det positive slutudløbstryk for at forbedre negative virkninger under målinger af åbent bryst og potent analgesi (Buprenorphin) for at undgå ukontrollabel myokardiestre fremkaldt af smerte under proceduren. Alt i alt muliggør den detaljerede beskrivelse af proceduren og diskussionen om mulige faldgruber en meget standardiseret og reproducerbar trykvolumensløjfeanalyse, hvilket reducerer udelukkelsen af dyr fra forsøgskohorten ved at forhindre mulig metodologisk bias.

Trykvolumen-loop (PVL) måling er et kraftfuldt værktøj til at analysere hjertemakodynamik af lægemidler og til at undersøge hjertefænotypen af genetisk modificerede musemodeller under normale og patologiske forhold. Protokollen gør det muligt at vurdere hjerte-β-adrenergic reserve i den voksne musemodel. Her beskriver vi en åben brystmetode under isoflurane anæstesi kombineret med buprenorphin (smertestillende) og pancuronium (muskelafslappende middel), som fokuserer på hjerteresponset på β-adrenergic stimul...

Watch this Scientific Journal Video about Cardiac Response to ÃŽÂ²-Adrenergic Stimulation Determined by Pressure-Volume Loop Analysis at JoVE.com

Cardiac Response to ÃƒÅ½Ã‚Â²-Adrenergic Stimulation Determined by Pressure-Volume Loop Analysis

Her beskriver vi en hjertetryksvolumen loop analyse under stigende doser af intravenøst infunderes isoproterenol at bestemme den iboende hjertefunktion og β-adrenergic reserve i mus. Vi bruger en modificeret åben brysttilgang til trykvolumensløjfemålingerne, hvor vi inkluderer ventilation med positivt endeudløbstryk.

Hjerterespons på β-adrenergisk stimulation bestemt af trykvolumen loop analyse

Determination of the cardiac function is a robust endpoint analysis in animal models of cardiovascular diseases in order to characterize effects of ...

Vores åbne bryst tilgang, hvor vi inkluderer ventilation med positivt endeudløbstryk, er signifikant til at vurdere og analysere hjertefunktion in vivo, og stigningen i beta-adrenergic stimulation. Proceduren kan bruges til at behandle både baseline parametre for belastning-uafhængig hjertefunktion, og beta-adrenergic reserve i genetisk modificerede mus eller ved interventioner. Efter at have bekræftet manglende reaktion på pedalrefleks, desinficere venstre bagside af bedøvet mus med 70% ethanol og foretage et snit for at udsætte venstre låråre.Blast epigastriske arterie og vene med en cautery. For bedre at se lårbenet vene, synsfeltet er spændt af en sutur gennem maven. Derefter placeres en sutur distal til kateteret adgang, for at ligate lårbenet vene.Pass en sutur under lårbenet vene, og forberede en knude kranie til punkteringsstedet. Punktere lårbenet vene med en forberedt mikro rør fastgjort til en 1-milliliter sprøjte og fastgør røret inde i fartøjet med den knyttede sutur. For at modvirke væsketab skal du bruge en automatisk sprøjtepumpe til at indgyde 0,9% natriumchlorid, suppleret med 12,5% albumin, ved en 15 mikroliter infusionshastighed og fugte det eksponerede væv med forvarmet 0,9% natriumchlorid.For at få adgang til brystkassen skal du skylle brystkassen med 70% ethanol og indslide huden lige under xiphoidprocessen. Rent ud adskille brystmuskler fra brystvæggen, og bruge sammenkædninger til at løfte xiphoid proces for at tillade brystvæggen, der skal skæres, indtil mellemgulvet er fuldt synlig. Incise mellemgulvet nedefra for at eksponere hjerte apex, og bruge sammenkædninger til forsigtigt at fjerne perikardium.Udfør en begrænset costotomi i venstre side, og passere en sutur under ringere kaval vene at tillade downstream preload reduktion. Brug en 25 gauge kanyle, forsigtigt punktere hjerte spids, og erstatte kanylen med et tryk-volumen kateter, indtil alle elektroder er inden for ventrikel. Derefter justeres kateterets position forsigtigt, indtil rektangulære formede sløjfer opnås.For at opnå trykvolumen loop målinger, udføre en online analyse af hjertefunktion parametre af interesse, og vente, indtil en steady-state hjertefunktion er opnået. Stop åndedrætsværnet ved endeudløbspositionen, og registrer basisparametrene. Efter 3 til 5 sekunder skal du bruge sammenkædninger til at løfte suturen under den ringere kavalåre for at opnå forbelastningsrelaterede parametre og tænde for ventilatoren.Vent mindst 30 sekunder på den anden okklusion, indtil de hæmodynamiske parametre er stabiliseret. Når målingen er opnået under basale forhold, monteres en isoproterenolbelastet sprøjte på sprøjtepumpen. Vent mindst to minutter, indtil en ny steady-state hjertefunktion er observeret.Før du stopper åndedrætsværnet ved ende-udløbspositionen, og baselineparametrene registreres. Efter 3 til 5 sekunder løftes suturen under den ringere kaval vene for at opnå preload uafhængige parametre og vent mindst 30 sekunder på den anden okklusion. Monter derefter sprøjten, der indeholder den næste isoproterenolkoncentration, og gentag basislinjen og forudindlæs uafhængige parametre optagelser.For at udføre en parallelledningskalibrering skal du efter den sidste isoproterenoldosisresponsmåling forbinde en sprøjte fyldt med 15% natriumchloridopløsningen til lårbenstelen og forsigtigt indgyde 5 mikrolitere af hypertonisk opløsning, indtil trykvolumensløjfen forskydes lidt til højre. Vent, indtil sløjferne vender tilbage til steady-state, før du stopper åndedrætsværnet ved udgangen af udløb, og straks injicere en 10 mikroliter bolus på 15% natriumchlorid. Kontroller derefter, om trykvolumensløjfen stort set er blevet udvidet og flyttet til højre.For at udføre et lednings-til-volumen-forhold skal du vente 5 minutter, indtil den hypertoniske saltvands bolus er helt fortyndet, før kateteret fjernes, og ved hjælp af en 1 milliliter sprøjte, der er udstyret med en 21 gauge kanyle for at fjerne mindst 600 mikroliter blod fra venstre ventrikel af det bankende hjerte. Overfør derefter blodet til et forvarmet kalibreringslabuvette i et 37-graders vandbad med cylindre af kendt volumen, og læg trykvolumenkatetret centralt i hver cylinder for at tillade optagelse af ledningsføringen. Ved hjælp af denne åbne brysttryk-volumen-loop målemetode, hvis kateteret er korrekt placeret i ventrikel, en fuld hjertecyklus vil blive repræsenteret ved en rektangulær-formet tryk-volumen-loop.Som illustreret begynder systole med en fase af isovolumetric sammentrækning, hvor begge hjerteklapper er lukket. Når ventrikulært tryk, overstiger aortatrykket, åbner aortaklappen, og blodet pumpes ind i aortaen under udslyngningsfasen. Efterfølgende, når aortatrykket overstiger ventrikulært tryk, lukker aortaklappen, og diastole begynder.Under isovolumetric afslapning, ventrikulært tryk falder, indtil atrietrykket overstiger ventrikulært tryk, og mitralventilen åbner. Passiv diastolisk påfyldning, karakteriseret ved det end-diastoliske trykvolumenforhold, finder derefter sted, indtil den næste hjertecyklus begynder. Da det er i stand til at bestemme hjertefunktion uafhængigt af preload, kan trykvolumenanalyse give detaljeret indsigt i hjertefunktion i hjertekontraktilitet.For eksempel fremkaldte isoproterenol i denne analyse en signifikant effekt på hver målt hjertefunktion og hjertekontraktilitetsparameter. I modsætning hertil blev der observeret en reduktion i de diastoliske parametre som reaktion på stigende isoproterenolkoncentrationer. Præcis kateter placering i venstre ventrikel, er afgørende for at opnå reproducerbare sløjfer uden artefakter.For at optimere kateteret placering, foretrækker vi den åbne bryst tilgang. Efter PV loop målinger, allometrisk endlyse kan bestemmes, og væv kan isoleres, at identificere molekylære og histopatologiske ændringer, forårsaget af behandlinger, og eller genetiske modifikationer. Denne teknik baner vejen for at analysere beta-adrenergic reserve i musemodeller under normale og patologiske forhold og kan bruges som skabelon til test af andre stimuli.

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Pharmacology

Medicine

Unit 1

Cardiac Response to &#946;-Adrenergic Stimulation Determined by Pressure-Volume Loop Analysis

Drugs Acting on Autonomic Nervous System: Adrenergic Agonists and Antagonists Agents

SCIENTISTS IN ACTION

A Murine Model of Muscle Training by Neuromuscular Electrical Stimulation

En musemodel for muskeltræning ved Neuromuskulær elektrisk stimulering

Neuromuscular electrical stimulation (NMES) is a common clinical modality that is widely used to restore1, maintain2 or enhance3-5 muscle functional ...

Cardiac Stress Test Induced by Dobutamine and Monitored by Cardiac Catheterization in Mice

Cardiac Stress Test induceret af Dobutamin og overvåges af hjertekateterisation i mus

Dobutamine is a &beta;-adrenergic agonist with an affinity higher for receptor expressed in the heart (&beta;1) than for receptors expressed in the ...

Measurement of the Pressure-volume Curve in Mouse Lungs

Måling af tryk-volumen kurve i muselunger

In recent decades the mouse has become the primary animal model of a variety of lung diseases. In models of emphysema or fibrosis, the essential ...

Cardiac Catheterization in Mice to Measure the Pressure Volume Relationship: Investigating the Bowditch Effect

Hjertekateterisation i mus til at måle trykket Volume Forholdet: Undersøgelse af Bowditch Effect

Animal models that mimic human cardiac disorders have been created to test potential therapeutic strategies. A key component to evaluating these ...

Real-time Pressure-volume Analysis of Acute Myocardial Infarction in Mice

Real-time pres-binds analyse af akut myokardieinfarkt i mus

Acute myocardial infarction can lead to acute heart failure and cardiogenic shock. The evaluation of hemodynamics is critical for the evaluation of any ...

Hemocompatibility Testing of Blood-Contacting Implants in a Flow Loop Model Mimicking Human Blood Flow

Hæmorikompatibilitet test af blod-kontakt implantater i en Flow Loop Model efterligne humanblodgennemstrømning

The growing use of medical devices (e.g., vascular grafts, stents, and cardiac catheters) for temporary or permanent purposes that remain in the ...

Biventricular Assessment of Cardiac Function and Pressure-Volume Loops by Closed-Chest Catheterization in Mice

Biventrikulær vurdering af hjertefunktion og trykvolumensløjfer ved lukket brystkateterisering hos mus

Assessment of cardiac function is essential to conduct cardiovascular and pulmonary-vascular preclinical research. Pressure-volume loops (PV loops) ...

A Large Animal Model for Acute Kidney Injury by Temporary Bilateral Renal Artery Occlusion

En stor dyremodel for akut nyreskade af midlertidig bilateral nyrearterie okklusion

Acute kidney injury (AKI) is associated with higher risk for morbidity and mortality post-operatively. Ischemia-reperfusion injury (IRI) is the most ...

In vitro Assessment of Cardiac Reprogramming by Measuring Cardiac Specific Calcium Flux with a GCaMP3 Reporter

In vitro vurdering af hjerte omprogrammering ved måling af hjertespecifik calciumflux med en GCaMP3 Reporter

Cardiac reprogramming has become a potentially promising therapy to repair a damaged heart. By introducing multiple transcription factors, including ...

Closed Chest Biventricular Pressure-Volume Loop Recordings with Admittance Catheters in a Porcine Model

Lukkede bryst biventrikulære tryk-volumen loop optagelser med adgang katetre i en svin model

Pressure-volume (PV) loop recording enables the state-of-the-art investigation of load-independent variables of ventricular performance. Uni-ventricular ...