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

We zijn Manuela Ritzal, Hans-Peter Gensheimer, Christin Richter en het team van de Interfakultäre Biomedizinische Forschungseinrichtung (IBF) van de Universiteit van Heidelberg dankbaar voor deskundige technische assistentie.
Dit werk werd ondersteund door het DZHK (Duits Centrum voor Cardiovasculair Onderzoek), het BMBF (Duitse Ministerie van Onderwijs en Onderzoek), een Innovatiefonds van de deelstaat Baden-Württemberg en de Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) Project-ID 239283807 - TRR 152, FOR 2289 en het Collaborative Research Center (SFB) 1118.

Alle dierproeven werden goedgekeurd en uitgevoerd volgens de voorschriften van de Regionale Raad van Karlsruhe en de Universiteit van 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) in overeenstemming met de richtlijnen van Richtlijn 2010/63/EU van het Europees Parlement inzake de bescherming van dieren die voor wetenschappelijke doeleinden worden gebruikt. De gegevens in dit protocol zijn afgeleid van wilde type C57Bl6/N mannelijke muizen (17 ± 1,4 weken oud). Mui...

<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>

Hier bieden we een protocol om de in vivo hartfunctie bij muizen te analyseren onder toenemende β-adrenerge stimulatie. De procedure kan worden gebruikt om zowel de uitgangsparameters van de hartfunctie als de adrenerge reserve (bijv. Inotropie en chronotropie) bij genetisch gemodificeerde muizen of bij interventies aan te pakken. Het meest prominente voordeel van druk-volume lus (PVL) metingen in vergelijking met andere middelen om de hartfunctie te bepalen, is de analyse van de intrinsieke, belastingsonafhankelijke ha...

Hart- en vaatziekten hebben meestal invloed op de hartfunctie. Dit probleem wijst op het belang bij het beoordelen van in vivo gedetailleerde hartfunctie in dierziektemodellen. Dierproeven worden omgeven door een raamwerk van de drie Rs (3V's) leidende principes (Reduce/Refine/Replace). In het geval van het begrijpen van complexe pathologieën met systemische reacties (d.w.z. hart- en vaatziekten) op het huidige ontwikkelingsniveau, is de belangrijkste optie om de beschikbare methoden te verfijnen. Raffinage zal ook leiden tot een vermindering van de vereiste dieraantallen vanwege minder variabiliteit, wat de kracht van de analyse en conclusies verbetert. Bovendien biedt de combinatie van cardiale contractiliteitsmetingen met diermodellen van hartaandoeningen, waaronder die geïnduceerd door neurohumorale stimulatie of door drukoverbelasting zoals aortabanding, die bijvoorbeeld veranderde catecholamine / β-adrenerge niveaus1,2,3,4nabootst, een krachtige methode voor preklinische studies. Rekening houdend met het feit dat de kathetergebaseerde methode de meest gebruikte benadering blijft voor een diepgaande beoordeling van cardiale contractiliteit5, wilden we hier een verfijnde meting van de in vivo hartfunctie bij muizen presenteren door druk-volume lus (PVL) metingen tijdens β-adrenerge stimulatie op basis van eerdere ervaring, waaronder de evaluatie van specifieke parameters van deze aanpak6, 7.
Voor het bepalen van cardiale hemodynamische parameters zijn benaderingen beschikbaar die beeldvorming of kathetergebaseerde technieken omvatten. Beide opties gaan gepaard met voor- en nadelen die zorgvuldig moeten worden overwogen voor de respectieve wetenschappelijke vraag. Beeldvormingsbenaderingen omvatten echocardiografie en magnetische resonantie beeldvorming (MRI); beide zijn met succes gebruikt bij muizen. Echocardiografische metingen brengen hoge initiële kosten met zich mee van een sonde met hoge snelheid die nodig is voor de hoge hartslag van de muizen; het is een relatief eenvoudige niet-invasieve benadering, maar het is variabel onder operators die idealiter zouden moeten worden ervaren bij het herkennen en visualiseren van cardiale structuren. Bovendien kunnen er geen drukmetingen rechtstreeks worden uitgevoerd en worden berekeningen verkregen uit combinatie van groottegroottes en debietmetingen. Aan de andere kant heeft het als voordeel dat er meerdere metingen kunnen worden uitgevoerd op hetzelfde dier en de hartfunctie kan worden gemonitord, bijvoorbeeld tijdens ziekteprogressie. Met betrekking tot de volumemeting is de MRI de gouden standaardprocedure, maar net als bij echocardiografie zijn er geen directe drukmetingen mogelijk en kunnen alleen preload-afhankelijke parameters worden verkregen8. Beperkende factoren zijn ook de beschikbaarheid, analyse-inspanning en operationele kosten. Hier zijn kathetergebaseerde methoden om de hartfunctie te meten een goed alternatief dat bovendien de directe monitoring van de intracardiale druk en de bepaling van belastingsonafhankelijke contractiliteitsparameters zoals preload recrupuleerbaar beroertewerk (PRSW) mogelijk maakt9. Ventriculaire volumes gemeten door een drukgeleidingskatheter (door geleidbaarheidsbepaling) zijn echter kleiner dan die van de MRI, maar groepsverschillen worden in hetzelfde bereik gehouden10. Om betrouwbare volumewaarden te bepalen is de bijbehorende kalibratie vereist, wat een kritieke stap is tijdens de PVL-metingen. Het combineert ex vivo metingen van bloedgeleiding in volume-gekalibreerde cuvetten (omzetting van geleiding in volume) met de in vivo analyse voor de parallelle geleiding van het myocard tijdens de bolusinjectie van de hypertone zoutoplossing11,12. Daarnaast zijn de positionering van de katheter in de ventrikel en de juiste oriëntatie van de elektroden langs de lengteas van de ventrikel van cruciaal belang voor het detectievermogen van het omringende elektrische veld dat door hen wordt geproduceerd. Nog steeds met de kleinere grootte van het muizenhart is het mogelijk om artefacten te vermijden die worden geproduceerd door veranderingen in de intraventriculaire oriëntatie van de katheter, zelfs in verwijde ventrikels5,10, maar artefacten kunnen evolueren onder β-adrenerge stimulatie6,13. Naast de geleidingsmethoden leek de ontwikkeling van een op toelating gebaseerde methode de kalibratiestappen te vermijden, maar hier worden de volumewaarden nogal overschat14,15.
Aangezien de muis een van de belangrijkste preklinische modellen is in cardiovasculair onderzoek en de β-adrenerge reserve van het hart van centraal belang is in de hartfysiologie en pathologie, presenteren we hier een verfijnd protocol om de in vivo hartfunctie bij muizen te bepalen door PVL-metingen tijdens β-adrenerge stimulatie.

<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

Bepaling van de hartfunctie is een robuuste eindpuntanalyse in diermodellen van hart- en vaatziekten om de effecten van specifieke behandelingen op het hart te karakteriseren. Door de haalbaarheid van genetische manipulaties is de muis het meest voorkomende diermodel voor zoogdieren geworden om de hartfunctie te bestuderen en te zoeken naar nieuwe potentiële therapeutische doelen. Hier beschrijven we een protocol om de hartfunctie in vivo te bepalen met behulp van druk-volume lusmetingen en analyse tijdens basale omstandigheden en onder β-adrenerge stimulatie door intraveneuze infusie van toenemende concentraties isoproterenol. We bieden een verfijnd protocol inclusief beademingsondersteuning, rekening houdend met de positieve eind-expiratoire druk om negatieve effecten tijdens open borstmetingen te verbeteren, en krachtige analgesie (Buprenorfine) om oncontroleerbare myocardiale stress te voorkomen die wordt opgeroepen door pijn tijdens de procedure. Alles bij elkaar maakt de gedetailleerde beschrijving van de procedure en discussie over mogelijke valkuilen een sterk gestandaardiseerde en reproduceerbare druk-volume lusanalyse mogelijk, waardoor de uitsluiting van dieren uit het experimentele cohort wordt verminderd door mogelijke methodologische bias te voorkomen.

De drukvolumelusmeting (PVL) is een krachtig hulpmiddel om de cardiale farmacodynamiek van geneesmiddelen te analyseren en het hartfenotype van genetisch gemodificeerde muismodellen onder normale en pathologische omstandigheden te onderzoeken. Het protocol maakt de beoordeling van cardiale β-adrenerge reserve in het volwassen muismodel mogelijk. Hier beschrijven we een open-thoraxmethode onder isofluraan-anesthesie in combinatie met buprenorfine (pijnstillend) en pancuronium (spierverslapper), die zich richt op de cardi...

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

Hier beschrijven we een cardiale druk-volume lusanalyse onder toenemende doses intraveneus geïnfundeerd isoproterenol om de intrinsieke hartfunctie en de β-adrenerge reserve bij muizen te bepalen. We gebruiken een aangepaste open-borstbenadering voor de druk-volume lusmetingen, waarbij we ventilatie met positieve eind-expiratoire druk opnemen.

Cardiale respons op β-adrenerge stimulatie bepaald door druk-volume lusanalyse

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

Onze open-borstbenadering, waarbij we beademing met positieve eind-expiratoire druk opnemen, is belangrijk om de hartfunctie in vivo en de toename van bèta-adrenerge stimulatie te beoordelen en te analyseren. De procedure kan worden gebruikt om zowel baselineparameters van belastingsonafhankelijke hartfunctie als de bèta-adrenerge reserve in genetisch gemodificeerde muizen of bij interventies aan te pakken. Na het bevestigen van een gebrek aan reactie op pedaalreflex, desinfecteert u de linker achterpoot van de verdoofde muis met 70% ethanol en maakt u een incisie om de linker femurader bloot te leggen.Blaas de epigastrische slagader en ader met een cautery. Om de dijbeenader beter te kunnen zien, wordt het gezichtsveld overspannen door een hechting door de buik. Vervolgens wordt een hechting geplaatst distal aan de toegang tot de katheter, om de dijbeenader te ligaat.Breng een hechting onder de dijbeenader en bereid een knoop craniaal voor op de punctieplaats. Prik de dijbeenader met een voorbereid microbuisje bevestigd aan een spuit van 1 milliliter en bevestig de buis in het vat met de geknoopte hechting. Om vochtverlies tegen te gaan, gebruikt u een automatische spuitpomp om 0,9% natriumchloride, aangevuld met 12,5% albumine, te infunderen met een infusiesnelheid van 15 microliter en het blootgestelde weefsel te hydrateren met voorverwarmd 0,9% natriumchloride.Om toegang te krijgen tot de thorax, spoelt u de thorax met 70% ethanol en snijdt u de huid net onder het xiphoid-proces. Scheid botweg de borstspieren van de borstwand en gebruik een tang om het xiphoid-proces op te tillen om de borstwand te laten doorsnijden, totdat het diafragma volledig zichtbaar is. Snijd het diafragma van onderaf in om de harttop bloot te leggen en gebruik een tang om het hartzakje voorzichtig te verwijderen.Voer een beperkte costotomie uit aan de linkerkant en passeer een hechting onder de inferieure cavalader om stroomafwaartse preloadreductie mogelijk te maken. Gebruik een 25 gauge canule, prik voorzichtig de harttop en vervang de canule door een druk-volumekatheter, totdat alle elektroden zich in de ventrikel bevinden. Pas vervolgens voorzichtig de positie van de katheter aan totdat rechthoekige lussen worden verkregen.Om druk-volume lusmetingen te verkrijgen, voert u een online analyse uit van de hartfunctieparameters van belang en wacht u tot een steady-state hartfunctie is verkregen. Stop het beademingsapparaat op de eind-expiratoire positie en noteer de uitgangsparameters. Gebruik na 3 tot 5 seconden een tang om de hechting onder de inferieure cavalader op te tillen om vooraf geladen onafhankelijke parameters te verkrijgen en schakel de ventilator in.Wacht ten minste 30 seconden op de tweede occlusie totdat de hemodynamische parameters zijn gestabiliseerd. Na het verkrijgen van de meting onder basale omstandigheden, monteert u een met isoproterenol geladen spuit op de spuitpomp. Wacht ten minste twee minuten totdat een nieuwe steady-state hartfunctie wordt waargenomen.Voordat u het gasmasker stopt op de eind-expiratoire positie en de basisparameters registreert. Til na 3 tot 5 seconden de hechtdraad onder de inferieure cavalader op om vooraf onafhankelijke parameters te verkrijgen en wacht ten minste 30 seconden op de tweede occlusie. Monteer vervolgens de spuit met de volgende isoproterenolconcentratie en herhaal de basislijn en laad onafhankelijke parameters vooraf.Om een parallelgeleidingskalibratie uit te voeren, sluit u na de laatste dosis-responsmeting van isoproterenol een spuit geladen met de 15%natriumchlorideoplossing aan op de femorale canule en infundeert u voorzichtig 5 microliter van de hypertone oplossing totdat de drukvolumelus enigszins naar rechts verschuift. Wacht tot de lussen terugkeren naar de steady-state, voordat u het gasmasker stopt bij de eindvervaltijd en onmiddellijk een bolus van 10 microliter van 15% natriumchloride injecteert. Controleer vervolgens of de druk-volumelus grotendeels is verbreed en naar rechts is verschoven.Om een geleiding-volumeverhouding uit te voeren, wacht u 5 minuten totdat de hypertone zoutoplossing bolus volledig is verdund voordat u de katheter verwijdert en gebruikt u een spuit van 1 milliliter, uitgerust met een 21 gauge canule om ten minste 600 microliter bloed uit de linker ventrikel van het kloppende hart te verwijderen. Breng vervolgens het bloed over in een voorverwarmd kalibratiecuvet in een waterbad van 37 graden Celsius, met cilinders met een bekend volume, en plaats de druk-volumekatheter centraal in elke cilinder om de geleiding te kunnen registreren. Met behulp van deze open thorax druk-volume-lus meetmethode, als de katheter correct in de ventrikel is geplaatst, zal een volledige hartcyclus worden weergegeven door een rechthoekige druk-volume-lus.Zoals geïllustreerd, begint systole met een fase van isovolumetrische contractie, waarbij beide hartkleppen gesloten zijn. Wanneer de ventriculaire druk de aortadruk overschrijdt, opent de aortaklep zich en wordt bloed in de aorta gepompt tijdens de ejectiefase. Vervolgens, wanneer de aortadruk de ventriculaire druk overschrijdt, sluit de aortaklep en begint de diastole.Tijdens de isovolumetrische ontspanning daalt de ventriculaire druk, totdat de atriale druk de ventriculaire druk overschrijdt en de mitralisklep opent. Passieve diastolische vulling, gekenmerkt door de eind-diastolische druk-volumerelatie vindt dan plaats totdat de volgende hartcyclus begint. Omdat het in staat is om de hartfunctie onafhankelijk van de voorspanning te bepalen, kan druk-volumeanalyse gedetailleerd inzicht geven in de hartfunctie, in cardiale contractiliteit.In deze analyse veroorzaakte isoproterenol bijvoorbeeld een significant effect op elke gemeten hartfunctie en cardiale contractiliteitsparameter. Daarentegen werd een vermindering van de diastolische parameters waargenomen als reactie op, toenemende isoproterenolconcentraties. Nauwkeurige plaatsing van de katheter in de linker ventrikel is cruciaal om reproduceerbare lussen zonder artefacten te verkrijgen.Om de plaatsing van de katheter te optimaliseren, geven we de voorkeur aan de open borstbenadering. Na PV-lusmetingen kan allometrische endysis worden bepaald en kan weefsel worden geïsoleerd om moleculaire en histopathologische veranderingen te identificeren, veroorzaakt door behandelingen en of genetische modificaties. Deze techniek maakt de weg vrij om bèta-adrenerge reserve in muismodellen onder normale en pathologische omstandigheden te analyseren en kan worden gebruikt als een sjabloon voor het testen van andere 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

Een muizenmodel van Muscle Training door Neuromusculaire elektrische stimulatie

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 geïnduceerd door dobutamine en bewaakt door hartkatheterisatie in Muizen

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

Meting van de druk-volume curve in muizenlongen

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

Hartkatheterisatie in Muizen bij de Pressure Volume Relationship Meet: Onderzoek naar de 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 druk-volume analyse van acuut myocardinfarct in muizen

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

Hemocompatibiliteittesten van bloedcontactimplantaten in een Flow Loop-model dat menselijke bloedstroom nabootst

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

Biventriculaire beoordeling van hartfunctie en druk-volumelussen door katheterisatie met gesloten borstkas bij muizen

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

Een groot diermodel voor acuut nierletsel door tijdelijke bilaterale nierslagader occlusie

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 beoordeling van cardiale herprogrammering door het meten van cardiale specifieke calciumflux met een 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

Closed Chest Biventricular Pressure-Volume Loop Recordings met admittance katheters in een varkensmodel

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