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

Siamo grati a Manuela Ritzal, Hans-Peter Gensheimer, Christin Richter e al team dell'Interfakultäre Biomedizinische Forschungseinrichtung (IBF) dell'Università di Heidelberg per l'assistenza tecnica esperta.
Questo lavoro è stato sostenuto dal DZHK (Centro tedesco per la ricerca cardiovascolare), dal BMBF (Ministero tedesco dell'istruzione e della ricerca), da un fondo federale per l'innovazione del Baden-Württemberg e dalla Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, German Research Foundation) Project-ID 239283807 - TRR 152, FOR 2289 e dal Collaborative Research Center (SFB) 1118.

Tutti gli esperimenti sugli animali sono stati approvati ed eseguiti secondo i regolamenti del Consiglio regionale di Karlsruhe e dell'Università di 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) conformi alle linee guida della direttiva 2010/63/UE del Parlamento europeo sulla protezione degli animali utilizzati a fini scientifici. I dati mostrati in questo protocollo sono derivati da topi maschi wild type C57Bl6/N (17 ± 1,4 settimane di età). I topi sono stati ...

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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>

Qui, forniamo un protocollo per analizzare la funzione cardiaca in vivo nei topi sotto stimolazione β-adrenergica crescente. La procedura può essere utilizzata per affrontare sia i parametri basali della funzione cardiaca che la riserva adrenergica (ad esempio, inotropia e cronotropia) nei topi geneticamente modificati o su interventi. Il vantaggio più importante delle misurazioni del ciclo pressione-volume (PVL) rispetto ad altri mezzi per determinare la funzione cardiaca è l'analisi della funzione cardiaca intrinse...

Le malattie cardiovascolari in genere influenzano la funzione cardiaca. Questo numero sottolinea l'importanza di valutare in vivo la funzione cardiaca dettagliata nei modelli di malattie animali. La sperimentazione animale è circondata da una cornice dei tre principi guida rs (3R) (Riduci/ Raffina / Sostituisci). In caso di comprensione di patologie complesse che coinvolgono risposte sistemiche (cioè malattie cardiovascolari) all'attuale livello di sviluppo, l'opzione principale è quella di perfezionare i metodi disponibili. La raffinazione porterà anche a una riduzione del numero di animali richiesto a causa della minore variabilità, il che migliora la potenza dell'analisi e delle conclusioni. Inoltre, la combinazione di misurazioni della contrattilità cardiaca con modelli animali di malattie cardiache comprese quelle indotte dalla stimolazione neuroumorale o dal sovraccarico di pressione come il banding aortico, che imita ad esempio i livelli alterati di catecolamina / β-adrenergici1,2,3,4, fornisce un metodo potente per gli studi pre-clinici. Tenendo conto che il metodo basato su catetere rimane l'approccio più utilizzato per la valutazione approfondita della contrattilità cardiaca5, abbiamo mirato a presentare qui una misurazione raffinata della funzione cardiaca in vivo nei topi mediante misurazioni del ciclo pressione-volume (PVL) durante la stimolazione β-adrenergica basata su precedenti esperienze, inclusa la valutazione di parametri specifici di questo approccio6, 7.
Per determinare i parametri emodinamici cardiaci sono disponibili approcci che includono tecniche di imaging o basate su catetere. Entrambe le opzioni sono accompagnate da vantaggi e svantaggi che devono essere attentamente considerati per la rispettiva domanda scientifica. Gli approcci di imaging includono l'ecocardiografia e la risonanza magnetica (MRI); entrambi sono stati utilizzati con successo nei topi. Le misurazioni ecocardiografiche comportano elevati costi iniziali da una sonda ad alta velocità necessaria per l'alta frequenza cardiaca dei topi; è un approccio non invasivo relativamente semplice, ma è variabile tra gli operatori che idealmente dovrebbero essere esperti nel riconoscere e visualizzare le strutture cardiache. Inoltre, non è possibile eseguire direttamente misurazioni della pressione e i calcoli sono ottenuti dalla combinazione di grandezze dimensionali e misurazioni del flusso. D'altra parte, ha il vantaggio che diverse misurazioni possono essere eseguite sullo stesso animale e la funzione cardiaca può essere monitorata ad esempio durante la progressione della malattia. Per quanto riguarda la misurazione del volume, la risonanza magnetica è la procedura gold standard, ma simile all'ecocardiografia, non sono possibili misurazioni dirette della pressione e si possono ottenere solo parametri dipendenti dal precarico8. Fattori limitanti sono anche la disponibilità, lo sforzo di analisi e i costi operativi. Qui i metodi basati su catetere per misurare la funzione cardiaca sono una buona alternativa che consente inoltre il monitoraggio diretto della pressione intracardiaca e la determinazione di parametri di contrattilità indipendenti dal carico come il lavoro di ictus reclutabile precarico (PRSW)9. Tuttavia, i volumi ventricolari misurati da un catetere di pressione-conduttanza (attraverso la determinazione della conducibilità) sono inferiori a quelli della risonanza magnetica, ma le differenze di gruppo sono mantenute nello stesso intervallo10. Per determinare valori di volume affidabili è necessaria la calibrazione corrispondente, che è un passaggio critico durante le misurazioni PVL. Combina misure ex vivo della conducibilità del sangue in cuvette calibrate in volume (conversione della conduttanza in volume) con l'analisi in vivo per la conduttanza parallela del miocardio durante l'iniezione in bolo della soluzione salina ipertonica11,12. Oltre a ciò, il posizionamento del catetere all'interno del ventricolo e il corretto orientamento degli elettrodi lungo l'asse longitudinale del ventricolo sono fondamentali per la capacità di rilevamento del campo elettrico circostante prodotto da loro. Ancora con le ridotte dimensioni del cuore di topo è possibile evitare artefatti prodotti da cambiamenti nell'orientamento intraventricolare del catetere, anche nei ventricoli dilatati5,10,ma gli artefatti possono evolvere sotto stimolazione β-adrenergica6,13. Oltre ai metodi di conduttanza, lo sviluppo del metodo basato sull'ammissione sembrava evitare le fasi di calibrazione, ma qui i valori di volume sono piuttosto sovrastimati14,15.
Poiché il topo è uno dei modelli pre-clinici più importanti nella ricerca cardiovascolare e la β-riserva adrenergica del cuore è di interesse centrale nella fisiologia e patologia cardiaca, presentiamo qui un protocollo raffinato per determinare la funzione cardiaca in vivo nei topi mediante misurazioni PVL durante la stimolazione β-adrenergica.

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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

La determinazione della funzione cardiaca è una robusta analisi endpoint in modelli animali di malattie cardiovascolari al fine di caratterizzare gli effetti di trattamenti specifici sul cuore. A causa della fattibilità delle manipolazioni genetiche, il topo è diventato il modello animale di mammifero più comune per studiare la funzione cardiaca e cercare nuovi potenziali bersagli terapeutici. Qui descriviamo un protocollo per determinare la funzione cardiaca in vivo utilizzando misurazioni e analisi del ciclo pressione-volume durante le condizioni basali e sotto stimolazione β-adrenergica mediante infusione endovenosa di concentrazioni crescenti di isoproterenolo. Forniamo un protocollo raffinato che include il supporto di ventilazione tenendo conto della pressione positiva di fine espirazione per migliorare gli effetti negativi durante le misurazioni a torace aperto e una potente analgesia (Buprenorfina) per evitare stress miocardico incontrollabile evocato dal dolore durante la procedura. Nel complesso, la descrizione dettagliata della procedura e la discussione sulle possibili insidie consentono un'analisi del ciclo pressione-volume altamente standardizzata e riproducibile, riducendo l'esclusione degli animali dalla coorte sperimentale prevenendo possibili pregiudizi metodologici.

La misurazione del volume-loop di pressione (PVL) è un potente strumento per analizzare la farmacodinamica cardiaca dei farmaci e per indagare il fenotipo cardiaco di modelli murini geneticamente modificati in condizioni normali e patologiche. Il protocollo consente la valutazione della riserva cardiaca β-adrenergica nel modello murino adulto. Qui descriviamo un metodo a torace aperto in anestesia isoflurano combinato con buprenorfina (analgesico) e pancuronio (rilassante muscolare), che si concentra sulla risposta car...

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

Qui descriviamo un'analisi del ciclo pressione-volume cardiaco sotto dosi crescenti di isoproterenolo infuso per via endovenosa per determinare la funzione cardiaca intrinseca e la riserva β-adrenergica nei topi. Utilizziamo un approccio a cassa aperta modificato per le misurazioni del ciclo pressione-volume, in cui includiamo la ventilazione con pressione positiva di fine espirazione.

Risposta cardiaca alla stimolazione β-adrenergica determinata dall'analisi del ciclo pressione-volume

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

Il nostro approccio a torace aperto, in cui includiamo la ventilazione con pressione positiva end-espiratoria, è significativo per valutare e analizzare la funzione cardiaca in vivo e l'aumento della stimolazione beta-adrenergica. La procedura può essere utilizzata per affrontare sia i parametri basali della funzione cardiaca indipendente dal carico, sia la riserva beta-adrenergica nei topi geneticamente modificati o negli interventi. Dopo aver confermato una mancanza di risposta al riflesso del pedale, disinfettare l'arto posteriore sinistro del topo anestetizzato con etanolo al 70% e praticare un'incisione per esporre la vena femorale sinistra.Esplodere l'arteria epigastrica e la vena con una cauterizzazione. Per vedere meglio la vena femorale, il campo visivo è attraversato da una sutura attraverso l'addome. Quindi, una sutura viene posizionata distale all'accesso del catetere, per ligate la vena femorale.Passare una sutura sotto la vena femorale e preparare un nodo cranico al sito di puntura. Perforare la vena femorale con un micro tubo preparato attaccato a una siringa da 1 millilitro e fissare il tubo all'interno del vaso con la sutura annodata. Per contrastare qualsiasi perdita di liquidi, utilizzare una pompa automatica a siringa per infondere lo 0,9% di cloruro di sodio, integrato con il 12,5% di albumina, a una velocità di infusione di 15 microlitri e idratare il tessuto esposto con cloruro di sodio preriscaldato allo 0,9%.Per accedere al torace, sciacquare il torace con il 70% di etanolo e incidere la pelle appena sotto il processo xifoide. Separare senza mezzi termini i muscoli pettorali dalla parete toracica e utilizzare una pinza per sollevare il processo xifoide per consentire il taglio della parete toracica, fino a quando il diaframma è completamente visibile. Incidere il diaframma dal basso per esporre l'apice cardiaco e utilizzare una pinza per rimuovere con cura il pericardio.Eseguire una costotomia limitata sul lato sinistro e passare una sutura sotto la vena cavale inferiore per consentire la riduzione del precarico a valle. Utilizzando una cannula a 25 gauge, forare delicatamente l'apice cardiaco e sostituire la cannula con un catetere a volume di pressione, fino a quando tutti gli elettrodi sono all'interno del ventricolo. Quindi, regolare delicatamente la posizione del catetere fino a ottenere anelli di forma rettangolare.Per acquisire misurazioni del loop pressione-volume, eseguire un'analisi online dei parametri della funzione cardiaca di interesse e attendere fino a quando non si ottiene una funzione cardiaca allo stato stazionario. Arrestare il respiratore nella posizione di fine espirazione e registrare i parametri di base. Dopo 3-5 secondi, utilizzare una pinza per sollevare la sutura sotto la vena cavale inferiore per ottenere parametri indipendenti dal precarico e accendere il ventilatore.Attendere almeno 30 secondi per la seconda occlusione fino a quando i parametri emodinamici non saranno stabilizzati. Dopo aver ottenuto la misurazione in condizioni basali, montare una siringa caricata con isoproterenolo sulla pompa della siringa. Attendere almeno due minuti, fino a quando non si osserva una nuova funzione cardiaca allo stato stazionario.Prima di arrestare il respiratore nella posizione di fine espirazione e registrare i parametri di base. Dopo 3-5 secondi, sollevare la sutura sotto la vena cavale inferiore per ottenere parametri indipendenti dal precarico e attendere almeno 30 secondi per la seconda occlusione. Quindi montare la siringa contenente la successiva concentrazione di isoproterenolo e ripetere la linea di base e pre-caricare le registrazioni dei parametri indipendenti.Per eseguire una calibrazione a conduttanza parallela, dopo l'ultima misurazione dose-risposta isoproterenolica, collegare una siringa caricata con la soluzione di cloruro di sodio al 15% alla cannula femorale e infondere con attenzione 5 microlitri della soluzione ipertonica fino a quando il ciclo pressione-volume si sposta leggermente verso destra. Attendere che i loop tornino allo stato stazionario, prima di fermare il respiratore alla fine della scadenza e iniettare immediatamente un bolo di 10 microlitri di cloruro di sodio al 15%. Quindi controlla se il ciclo pressione-volume si è ampiamente ampliato e spostato a destra.Per eseguire un rapporto conduttanza-volume, attendere 5 minuti fino a quando il bolo salino ipertonico è completamente diluito prima di rimuovere il catetere e utilizzare una siringa da 1 millilitro, dotata di una cannula di calibro 21 per rimuovere almeno 600 microlitri di sangue dal ventricolo sinistro del cuore pulsante. Quindi trasferire il sangue in una cuvetta di calibrazione preriscaldata in un bagno d'acqua di 37 gradi Celsius, con cilindri di volume noto, e posizionare il catetere di volume di pressione centralmente in ciascun cilindro per consentire la registrazione della conduttanza. Utilizzando questo metodo di misurazione della pressione-volume-loop del torace aperto, se il catetere è posizionato correttamente all'interno del ventricolo, un ciclo cardiaco completo sarà rappresentato da un ciclo pressione-volume di forma rettangolare.Come illustrato, la sistole inizia con una fase di contrazione isovolumetrica, durante la quale entrambe le valvole cardiache sono chiuse. Quando la pressione ventricolare supera la pressione aortica, la valvola aortica si apre e il sangue viene pompato nell'aorta durante la fase di espulsione. Successivamente, quando la pressione aortica supera la pressione ventricolare, la valvola aortica si chiude e inizia la diastole.Durante il rilassamento isovolumetrico, la pressione ventricolare diminuisce, fino a quando la pressione atriale supera la pressione ventricolare e la valvola mitrale si apre. Il riempimento diastolico passivo, caratterizzato dalla relazione pressione-volume diastolico terminale, avviene quindi fino all'inizio del ciclo cardiaco successivo. Poiché è in grado di determinare la funzione cardiaca indipendentemente dal precarico, l'analisi pressione-volume può fornire informazioni dettagliate sulla funzione cardiaca, sulla contrattilità cardiaca.Ad esempio, in questa analisi l'isoproterenolo ha indotto un effetto significativo su ciascuna funzione cardiaca misurata e parametro di contrattilità cardiaca. Al contrario, è stata osservata una riduzione dei parametri diastolici in risposta all'aumento delle concentrazioni di isoproterenolo. Il posizionamento preciso del catetere all'interno del ventricolo sinistro, è fondamentale per ottenere anelli riproducibili senza artefatti.Per ottimizzare il posizionamento del catetere, preferiamo l'approccio del torace aperto. Dopo le misurazioni del ciclo fotovoltaico, è possibile determinare l'endisi allometrica e isolare il tessuto per identificare alterazioni molecolari e istopatologiche, causate da trattamenti e/o modificazioni genetiche. Questa tecnica apre la strada all'analisi della riserva beta-adrenergica in modelli murini in condizioni normali e patologiche e può essere utilizzata come modello per testare altri stimoli.

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

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

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