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

Wir danken Manuela Ritzal, Hans-Peter Gensheimer, Christin Richter und dem Team der Interfakultären Biomedizinischen Forschungseinrichtung (IBF) der Universität Heidelberg für die kompetente technische Unterstützung.
Unterstützt wurde diese Arbeit vom DZHK (Deutsches Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung), dem BMBF (Bundesministerium für Bildung und Forschung), einem baden-württembergischen Landesinnovationsfonds und der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) Projekt-ID 239283807 - TRR 152, FOR 2289 und dem Sonderforschungsbereich (SFB) 1118.

Alle Tierversuche wurden nach den Vorschriften des Regierungspräsidiums Karlsruhe und der Universität 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) genehmigt und durchgeführt und entsprechen den Richtlinien der Richtlinie 2010/63/EU des Europäischen Parlaments zum Schutz wissenschaftlich verwendeter Tiere. Die in diesem Protokoll gezeigten Daten stammen von männlichen Wildtypen C57Bl6/N (17 ± 1,4 Wochen). Mäuse wurden unter spezifizierten pathogenfreien Bed...

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	<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 stellen wir ein Protokoll zur Analyse der in vivo Herzfunktion bei Mäusen unter zunehmender β-adrenerger Stimulation zur Verfügung. Das Verfahren kann verwendet werden, um sowohl Die Basisparameter der Herzfunktion als auch die adrenerge Reserve (z. B. Inotropie und Chronotropie) bei genetisch veränderten Mäusen oder bei Eingriffen zu adressieren. Der wichtigste Vorteil von PVL-Messungen (Pressure-Volume Loop) im Vergleich zu anderen Mitteln zur Bestimmung der Herzfunktion ist die Analyse der intrinsischen, las...

Herz-Kreislauf-Erkrankungen beeinflussen typischerweise die Herzfunktion. Diese Frage weist auf die Bedeutung der Beurteilung der detaillierten In-vivo-Herzfunktion in Tierversuchsmodellen hin. Tierversuche sind von einem Rahmen der drei Rs (3Rs) Leitprinzipien (Reduce/Refine/Replace) umgeben. Im Falle des Verständnisses komplexer Pathologien mit systemischen Reaktionen (d.h. Herz-Kreislauf-Erkrankungen) auf der aktuellen Entwicklungsebene besteht die Hauptoption darin, die verfügbaren Methoden zu verfeinern. Die Verfeinerung wird auch zu einer Verringerung der erforderlichen Tierzahlen aufgrund der geringeren Variabilität führen, was die Aussagekraft der Analyse und der Schlussfolgerungen verbessert. Darüber hinaus bietet die Kombination von kardialen Kontraktilitätsmessungen mit Tiermodellen von Herzerkrankungen, einschließlich solcher, die durch neurohumorale Stimulation oder durch Drucküberlastung wie Aortenbanding induziert werden, die beispielsweise veränderte Katecholamin/β-adrenerge Spiegel1,2,3,4nachahmen, eine leistungsfähige Methode für präklinische Studien. Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass die katheterbasierte Methode nach wie vor der am weitesten verbreitete Ansatz zur eingehenden Beurteilung der kardialen Kontraktilität5ist, wollten wir hier eine verfeinerte Messung der In-vivo-Herzfunktion bei Mäusen durch Druck-Volumen-Schleifen-Messungen (PVL) während der β-adrenergen Stimulation auf der Grundlage früherer Erfahrungen, einschließlich der Bewertung spezifischer Parameter dieses Ansatzes, vorstellen6. ( 7) DIE MITGLIEDSTAATEN SIND IN DEN
Zur Bestimmung kardialer hämodynamischer Parameter stehen Ansätze zur Verfügung, die bildgebende oder katheterbasierte Techniken umfassen. Beide Optionen gehen mit Vor- und Nachteilen einher, die für die jeweilige wissenschaftliche Fragestellung sorgfältig abgewogen werden müssen. Bildgebende Ansätze umfassen Echokardiographie und Magnetresonanztomographie (MRT); beide wurden erfolgreich bei Mäusen eingesetzt. Echokardiographische Messungen sind mit hohen Anschaffungskosten durch eine Hochgeschwindigkeitssonde verbunden, die für die hohe Herzfrequenz der Mäuse erforderlich ist. Es ist ein relativ einfacher nicht-invasiver Ansatz, aber er ist variabel unter den Bedienern, die idealerweise Erfahrung in der Erkennung und Visualisierung von Herzstrukturen haben sollten. Darüber hinaus können keine Druckmessungen direkt durchgeführt werden und Berechnungen werden aus der Kombination von Größengrößen und Durchflussmessungen erhalten. Zum anderen hat es den Vorteil, dass mehrere Messungen am selben Tier durchgeführt werden können und die Herzfunktion beispielsweise während des Krankheitsverlaufs überwacht werden kann. Hinsichtlich der Volumenmessung ist die MRT das Goldstandardverfahren, aber ähnlich wie bei der Echokardiographie sind keine direkten Druckmessungen möglich und es können nur vorlastabhängige Parameter erhalten werden8. Limitierende Faktoren sind auch die Verfügbarkeit, der Analyseaufwand und die Betriebskosten. Hier sind katheterbasierte Methoden zur Messung der Herzfunktion eine gute Alternative, die zusätzlich die direkte Überwachung des intrakardialen Drucks und die Bestimmung lastunabhängiger Kontraktilitätsparameter wie preload recruitable stroke work (PRSW)9ermöglichen. Die ventrikulären Volumina, die mit einem Druckleitfähigkeitskatheter (durch Leitfähigkeitsbestimmung) gemessen werden, sind jedoch kleiner als die aus dem MRT, aber die Gruppenunterschiede werden im gleichen Bereich beibehalten10. Um zuverlässige Volumenwerte zu ermitteln, ist die entsprechende Kalibrierung erforderlich, die ein kritischer Schritt bei den PVL-Messungen ist. Es kombiniert ex vivo Messungen der Blutleitfähigkeit in volumenkalibrierten Küvetten (Umwandlung von Leitfähigkeit in Volumen) mit der in vivo Analyse für die Parallelleitung des Myokards während der Bolusinjektion der hypertonen Kochsalzlösung11,12. Darüber hinaus sind die Positionierung des Katheters im Ventrikel und die korrekte Ausrichtung der Elektroden entlang der Längsachse des Ventrikels entscheidend für die Nachweisbarkeit des von ihnen erzeugten umgebenden elektrischen Feldes. Mit der reduzierten Größe des Mausherzens ist es möglich, Artefakte zu vermeiden, die durch Veränderungen der intraventrikulären Ausrichtung des Katheters verursacht werden, selbst in erweiterten Ventrikeln5,10, aber Artefakte können sich unter β-adrenerger Stimulationentwickeln 6,13. Zusätzlich zu den Leitwertmethoden schien die Entwicklung der zulassungsbasierten Methode die Kalibrierschritte zu vermeiden, aber hier werden die Volumenwerte eher überschätzt14,15.
Da die Maus eines der wichtigsten präklinischen Modelle in der kardiovaskulären Forschung ist und die β-adrenerge Reserve des Herzens von zentralem Interesse in der Herzphysiologie und -pathologie ist, stellen wir hier ein verfeinertes Protokoll zur Bestimmung der in vivo Herzfunktion bei Mäusen durch PVL-Messungen während β-adrenerger Stimulation vor.

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	<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

Die Bestimmung der Herzfunktion ist eine robuste Endpunktanalyse in Tiermodellen von Herz-Kreislauf-Erkrankungen, um Effekte spezifischer Behandlungen auf das Herz zu charakterisieren. Aufgrund der Machbarkeit genetischer Manipulationen ist die Maus zum häufigsten Säugetiertiermodell geworden, um die Herzfunktion zu untersuchen und nach neuen potenziellen therapeutischen Zielen zu suchen. Hier beschreiben wir ein Protokoll zur Bestimmung der Herzfunktion in vivo unter Verwendung von Druck-Volumen-Schleifenmessungen und -analysen unter basalen Bedingungen und unter β-adrenergen Stimulation durch intravenöse Infusion von steigenden Isoproterenolkonzentrationen. Wir bieten ein verfeinertes Protokoll einschließlich Beatmungsunterstützung unter Berücksichtigung des positiven endexspiratorischen Drucks zur Verbesserung negativer Effekte bei Messungen am offenen Brustkorb und einer starken Analgesie (Buprenorphin), um unkontrollierbaren Myokardstress zu vermeiden, der durch Schmerzen während des Eingriffs hervorgerufen wird. Insgesamt ermöglicht die detaillierte Beschreibung des Verfahrens und die Diskussion über mögliche Fallstricke eine hochstandardisierte und reproduzierbare Druck-Volumen-Schleifenanalyse, die den Ausschluss von Tieren aus der experimentellen Kohorte reduziert, indem mögliche methodische Verzerrungen verhindert werden.

Die Druckvolumenschleifenmessung (PVL) ist ein leistungsfähiges Werkzeug, um die kardiale Pharmakodynamik von Medikamenten zu analysieren und den kardialen Phänotyp gentechnisch veränderter Mausmodelle unter normalen und pathologischen Bedingungen zu untersuchen. Das Protokoll ermöglicht die Beurteilung der kardialen β-adrenergen Reserve im erwachsenen Mausmodell. Hier beschreiben wir eine Open-Chest-Methode unter Isoflurananästhesie in Kombination mit Buprenorphin (Analgetikum) und Pancuronium (Muskelrelaxans), di...

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

Hier beschreiben wir eine Herzdruck-Volumen-Schleifenanalyse unter steigenden Dosen von intravenös infundiertem Isoproterenol zur Bestimmung der intrinsischen Herzfunktion und der β-adrenergen Reserve bei Mäusen. Für die Druck-Volumen-Schleifenmessungen verwenden wir einen modifizierten Open-Chest-Ansatz, bei dem wir die Beatmung mit positivem endexspiratorischem Druck einbeziehen.

Kardiale Reaktion auf β-adrenerge Stimulation durch Druck-Volumen-Schleifenanalyse bestimmt

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

Unser Open-Chest-Ansatz, bei dem wir die Beatmung mit positivem endexspiratorischem Druck einbeziehen, ist für die Beurteilung und Analyse der Herzfunktion in vivo und der Zunahme der beta-adrenergen Stimulation von Bedeutung. Das Verfahren kann verwendet werden, um sowohl die Basisparameter der lastunabhängigen Herzfunktion als auch die beta-adrenerge Reserve bei genetisch veränderten Mäusen oder bei Eingriffen zu adressieren. Nachdem Sie eine mangelnde Reaktion auf den Pedalreflex bestätigt haben, desinfizieren Sie das linke Hinterglied der anästhesierten Maus mit 70% Ethanol und machen Sie einen Schnitt, um die linke Oberschenkelvene freizulegen.Sprengen Sie die Epigastrikel und vene mit einer Kauterisation. Um die Oberschenkelvene besser zu sehen, wird das Sichtfeld von einer Naht durch den Bauch überspannt. Dann wird eine Naht distal zum Katheterzugang gelegt, um die Oberschenkelvene zu ligatieren.Passieren Sie eine Naht unter der Oberschenkelvene und bereiten Sie einen Knoten schädelförmig zur Punktionsstelle vor. Punktieren Sie die Oberschenkelvene mit einem vorbereiteten Mikroröhrchen, das an einer 1-Milliliter-Spritze befestigt ist, und befestigen Sie das Röhrchen im Inneren des Gefäßes mit der verknoteten Naht. Um einem Flüssigkeitsverlust entgegenzuwirken, verwenden Sie eine automatische Spritzenpumpe, um 0,9% Natriumchlorid, ergänzt mit 12,5% Albumin, bei einer Infusionsrate von 15 Mikrolitern zu infundieren und das exponierte Gewebe mit vorgewärmtem 0,9% Natriumchlorid zu hydratisieren.Um auf den Thorax zuzugreifen, spülen Sie den Thorax mit 70% Ethanol aus und schneiden Sie die Haut direkt unter dem Xiphoid-Prozess ein. Trennen Sie die Brustmuskeln stumpf von der Brustwand und heben Sie mit einer Pinzette den Xiphoid-Prozess an, damit die Brustwand geschnitten werden kann, bis das Zwerchfell vollständig sichtbar ist. Schneiden Sie das Zwerchfell von unten ein, um die Herzspitze freizulegen, und verwenden Sie eine Pinzette, um das Perikard vorsichtig zu entfernen.Führen Sie eine begrenzte Costotomie auf der linken Seite durch und passieren Sie eine Naht unter der unteren Caval-Vene, um eine nachgeschaltete Vorlastreduktion zu ermöglichen. Mit einer 25-Gauge-Kanüle die Herzspitze vorsichtig punktieren und die Kanüle durch einen Druck-Volumen-Katheter ersetzen, bis sich alle Elektroden im Ventrikel befinden. Stellen Sie dann die Position des Katheters vorsichtig ein, bis rechteckige Schlaufen erhalten sind.Um Druck-Volumen-Schleifenmessungen zu erfassen, führen Sie eine Online-Analyse der interessierenden Herzfunktionsparameter durch und warten Sie, bis eine stationäre Herzfunktion erhalten ist. Stoppen Sie das Beatmungsgerät an der endexspiratorischen Position und notieren Sie die Basisparameter. Verwenden Sie nach 3 bis 5 Sekunden eine Pinzette, um die Naht unter der Vena caval inferior anzuheben, um unabhängige Parameter für die Vorlast zu erhalten, und schalten Sie das Beatmungsgerät ein.Warten Sie mindestens 30 Sekunden auf die zweite Okklusion, bis die hämodynamischen Parameter stabilisiert sind. Nachdem Sie die Messung unter basalen Bedingungen erhalten haben, montieren Sie eine isoproterenolbeladene Spritze auf die Spritzenpumpe. Warten Sie mindestens zwei Minuten, bis eine neue Steady-State-Herzfunktion beobachtet wird.Vor dem Absetzen des Atemschutzgeräts in der endexspiratorischen Position und der Aufzeichnung der Basisparameter. Heben Sie nach 3 bis 5 Sekunden die Naht unter der vena caval inferior an, um unabhängige Parameter für die Vorlast zu erhalten, und warten Sie mindestens 30 Sekunden auf die zweite Okklusion. Montieren Sie dann die Spritze mit der nächsten Isoproterenolkonzentration, wiederholen Sie die Baseline und laden Sie unabhängige Parameteraufzeichnungen vor.Um eine parallele Leitfähigkeitskalibrierung durchzuführen, schließen Sie nach der letzten Isoproterenol-Dosis-Wirkungs-Messung eine mit der 15% igen Natriumchloridlösung beladene Spritze an die Oberschenkelkanüle an und infundieren vorsichtig 5 Mikroliter der hypertonen Lösung, bis sich die Druck-Volumen-Schleife leicht nach rechts verschiebt. Warten Sie, bis die Schleifen in den Steady-State zurückkehren, bevor Sie das Beatmungsgerät bei Derendex expiration stoppen und sofort einen 10-Mikroliter-Bolus mit 15% Natriumchlorid injizieren. Überprüfen Sie dann, ob sich die Druck-Volumen-Schleife weitgehend verbreitert und nach rechts verschoben hat.Um ein Konduktanz-zu-Volumen-Verhältnis durchzuführen, warten Sie 5 Minuten, bis der hypertone Kochsalzbolus vollständig verdünnt ist, bevor Sie den Katheter entfernen und eine 1-Milliliter-Spritze verwenden, die mit einer 21-Gauge-Kanüle ausgestattet ist, um mindestens 600 Mikroliter Blut aus dem linken Ventrikel des schlagenden Herzens zu entfernen. Dann das Blut in eine vorgewärmte Kalibrierküvette in einem 37 Grad celsius warmen Wasserbad mit Zylindern eines bekannten Volumens überführen und den Druck-Volumen-Katheter zentral in jeden Zylinder legen, um die Aufzeichnung der Leitfähigkeit zu ermöglichen. Bei dieser offenen Thorax-Druck-Volumen-Schleifen-Messmethode wird, wenn der Katheter korrekt im Ventrikel platziert ist, ein vollständiger Herzzyklus durch eine rechteckige Druck-Volumen-Schleife dargestellt.Wie dargestellt, beginnt systole mit einer Phase der isovolumetrischen Kontraktion, in der beide Herzklappen geschlossen sind. Wenn der ventrikuläre Druck den Aortendruck übersteigt, öffnet sich die Aortenklappe und das Blut wird während der Auswurfphase in die Aorta gepumpt. Anschließend, wenn der Aortendruck den ventrikulären Druck übersteigt, schließt sich die Aortenklappe und die Diastole beginnt.Während der isovolumetrischen Relaxation fällt der ventrikuläre Druck ab, bis der Vorhofdruck den ventrikulären Druck übersteigt und sich die Mitralklappe öffnet. Die passive diastolische Füllung, gekennzeichnet durch die enddiastolische Druck-Volumen-Beziehung, findet dann bis zum Beginn des nächsten Herzzyklus statt. Da es in der Lage ist, die Herzfunktion unabhängig von der Vorlast zu bestimmen, kann die Druck-Volumen-Analyse detaillierte Einblicke in die Herzfunktion, in die Herzkontraktilität liefern.Zum Beispiel induzierte Isoproterenol in dieser Analyse eine signifikante Wirkung auf jede gemessene Herzfunktion und jeden kardialen Kontraktilitätsparameter. Im Gegensatz dazu wurde eine Verringerung der diastolischen Parameter als Reaktion auf steigende Isoproterenolkonzentrationen beobachtet. Eine präzise Katheterplatzierung innerhalb des linken Ventrikels ist entscheidend, um reproduzierbare Schleifen ohne Artefakte zu erhalten.Um die Katheterplatzierung zu optimieren, bevorzugen wir den offenen Brustansatz. Nach PV-Schleifenmessungen kann eine allometrische Endysis bestimmt und Gewebe isoliert werden, um molekulare und histopathologische Veränderungen zu identifizieren, die durch Behandlungen und / oder genetische Veränderungen verursacht werden. Diese Technik ebnet den Weg zur Analyse der beta-adrenergen Reserve in Mausmodellen unter normalen und pathologischen Bedingungen und kann als Vorlage für das Testen anderer Reize verwendet werden.

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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

Einem Mausmodell der Muscle Training durch neuromuskuläre Elektrostimulation

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

Forschung

Medizin

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

Cardiac Stress Test durch Dobutamin induziert und Überwacht durch Herzkatheter in Mäuse

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

Die Messung der Druck-Volumen-Kurve in der Mäuselunge

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

Herzkatheter in Mäuse, um den Druck Volumen Relationship Maßnahme: Untersuchung der 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

Echtzeit-Druck-Volumen-Analyse eines akuten Myokardinfarkts bei Mäusen

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

HämokompatibilitätSprüfung von blutverfälschten Implantaten in einem Flow Loop-Modell, das den menschlichen Blutfluss imitiert

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

Biventrikuläre Beurteilung der Herzfunktion und der Druck-Volumen-Schleifen durch Closed-Thorax-Katheterisierung bei Mäusen

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

Ein Großtiermodell für akute Nierenverletzungen durch vorübergehenden bilateralen Nierenarterienverschluss

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-Beurteilung der kardialen Reprogrammierung durch Messung des kardialspezifischen Calciumflusses mit einem 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

Biventrikuläre Druck-Volumen-Loop-Aufnahmen mit Einlasskathetern im Schweinemodell

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