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

Vi er takknemlige til Manuela Ritzal, Hans-Peter Gensheimer, Christin Richter og teamet fra Interfakultäre Biomedizinische Forschungseinrichtung (IBF) fra Heidelberg University for ekspert teknisk assistanse.
Dette arbeidet ble støttet av DZHK (German Centre for Cardiovascular Research), BMBF (German Ministry of Education and Research), en Baden-Württemberg federal state Innovation fonds og Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, German Research Foundation) Project-ID 239283807 - TRR 152, FOR 2289 og Collaborative Research Center (SFB) 1118.

Alle dyreforsøk ble godkjent og utført i henhold til regelverket i regionrådet i Karlsruhe og Universitetet i Heidelberg (AZ 35-9185.82/A-2/15, AZ 35-9185.82/A-18/15, AZ 35-9185.81/G131/15, AZ 35-9185.81/G121/17) er i samsvar med retningslinjene fra Europaparlamentets direktiv 2010/63/EU om beskyttelse av dyr som brukes til vitenskapelige formål. Data vist i denne protokollen er avledet fra vill type C57Bl6 / N hannmus (17 ± 1,4 uker). Mus ble opprettholdt under spesifiserte patogenfrie forhold ved dyreanlegget (IB...

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

Her gir vi en protokoll for å analysere in vivo-hjertefunksjonen hos mus under økende β-adrenerge stimulering. Prosedyren kan brukes til å adressere begge, baseline parametere for hjertefunksjon og adrenerge reserve (f.eks. inotropi og kronotropi) hos genetisk modifiserte mus eller ved intervensjoner. Den mest fremtredende fordelen med PVL-målinger (pressure-volume loop) sammenlignet med andre metoder for å bestemme hjertefunksjon er analysen av egen, belastningsuavhengig hjertefunksjon. Alle andre metoder (f.eks. ...

Kardiovaskulære sykdommer påvirker vanligvis hjertefunksjonen. Dette problemet påpeker viktigheten av å vurdere in vivo detaljert hjertefunksjon i dyresykdomsmodeller. Dyreforsøk er omgitt av en ramme av de tre R-ene (3Rs) veiledende prinsipper (Reduser / forny / erstatt). Ved forståelse av komplekse patologier som involverer systemiske responser (dvs. kardiovaskulære sykdommer) på nåværende utviklingsnivå, er hovedalternativet å avgrense de tilgjengelige metodene. Raffinering vil også føre til en reduksjon av de nødvendige dyretallene på grunn av mindre variasjon, noe som forbedrer kraften i analysen og konklusjonene. I tillegg gir kombinasjon av hjertekontraktilitetsmålinger med dyremodeller av hjertesykdom, inkludert de som er indusert av nevrohumoral stimulering eller ved trykkoverbelastning som aortabånd, som for eksempel etterligner endret katekolamin / β-adrenerge nivåer1,2,3,4, en kraftig metode for prekliniske studier. Med tanke på at den kateterbaserte metoden forblir den mest brukte tilnærmingen for grundig vurdering av hjertekontraktilitet5, hadde vi som mål å presentere her en raffinert måling av in vivo hjertefunksjon hos mus ved trykkvolumsløyfe (PVL) målinger under β-adrenerge stimulering basert på tidligere erfaring, inkludert evaluering av spesifikke parametere for denne tilnærmingen6, 7.
For å bestemme hjerte hemodynamiske parametere tilnærminger som inkluderer avbildning eller kateterbaserte teknikker er tilgjengelige. Begge alternativene er ledsaget av fordeler og ulemper som nøye må vurderes for det respektive vitenskapelige spørsmålet. Imaging tilnærminger inkluderer ekkokardiografi og magnetisk resonans avbildning (MR); begge har blitt brukt med hell hos mus. Ekkokardiografiske målinger innebærer høye startkostnader fra en høyhastighets sonde som kreves for musenes høye hjertefrekvens; det er en relativt grei ikke-invasiv tilnærming, men den er variabel blant operatører som ideelt sett bør oppleves å gjenkjenne og visualisere hjertestrukturer. I tillegg kan ingen trykkmålinger utføres direkte, og beregninger er hentet fra kombinasjon av størrelsesstørrelser og strømningsmålinger. På den annen side har den fordelen at flere målinger kan utføres på samme dyr, og hjertefunksjon kan overvåkes for eksempel under sykdomsprogresjon. Når det gjelder volummålingen, er MR-en gullstandardprosedyren, men i likhet med ekkokardiografi er det ikke mulig å måle direkte trykk, og bare forhåndslastede avhengige parametere kan oppnås8. Begrensende faktorer er også tilgjengelighet, analyseinnsats og driftskostnader. Her er kateterbaserte metoder for å måle hjertefunksjon et godt alternativ som i tillegg tillater direkte overvåking av intrakarakumtrykk og bestemmelse av lastuavhengige kontraktilitetsparametere som preload recruitable stroke work (PRSW)9. Ventrikulære volumer målt ved et trykkledningskateter (gjennom konduktivitetsbestemmelse) er imidlertid mindre enn de fra MR, men gruppeforskjellene opprettholdes i samme område10. For å bestemme pålitelige volumverdier er den tilsvarende kalibreringen nødvendig, noe som er et kritisk skritt under PVL-målingene. Den kombinerer ex vivo-målinger av blodledningsevne i volumkalibrerte cuvettes (konvertering av ledning til volum) med in vivo-analysen for parallell ledning av myokardiet under bolusinjeksjonen av hypertonisk saltvann11,12. Utover det er plasseringen av kateteret inne i ventrikelen og riktig orientering av elektrodene langs ventrikelens langsgående akse avgjørende for deteksjonsevnen til det omkringliggende elektriske feltet produsert av dem. Fortsatt med den reduserte størrelsen på musehjertet er det mulig å unngå artefakter produsert av endringer i kateterets intraventrikulære orientering, selv i utvidede ventrikler5,10, men gjenstander kan utvikle seg under β-adrenerge stimulering6,13. I tillegg til konduktive metoder syntes utviklingen av opptaksbasert metode å unngå kalibreringstrinnene, men her er volumverdiene ganske overvurdert14,15.
Siden musen er en av de viktigste prekliniske modellene innen kardiovaskulær forskning og β-adrenerge reservat i hjertet er av sentral interesse for hjertefysiologi og patologi, presenterer vi her en raffinert protokoll for å bestemme in vivo hjertefunksjon hos mus ved PVL-målinger under β-adrenerge stimulering.

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

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

Bestemmelse av hjertefunksjonen er en robust endepunktanalyse i dyremodeller av kardiovaskulære sykdommer for å karakterisere effekter av spesifikke behandlinger på hjertet. På grunn av muligheten for genetiske manipulasjoner har musen blitt den vanligste pattedyr dyremodellen for å studere hjertefunksjon og å søke etter nye potensielle terapeutiske mål. Her beskriver vi en protokoll for å bestemme hjertefunksjon in vivo ved hjelp av trykkvolum sløyfe målinger og analyse under basale forhold og under β-adrenerge stimulering ved intravenøs infusjon av økende konsentrasjoner av isoproterenol. Vi tilbyr en raffinert protokoll, inkludert ventilasjonsstøtte med tanke på det positive sluttutløpstrykket for å forbedre negative effekter under målinger av åpen bryst, og potent analgesi (Buprenorfin) for å unngå ukontrollerbart myokardspenning fremkalt av smerte under prosedyren. Alt i alt gir den detaljerte beskrivelsen av prosedyren og diskusjonen om mulige fallgruver svært standardisert og reproduserbar trykkvolumsløyfeanalyse, noe som reduserer utelukkelsen av dyr fra den eksperimentelle kohorten ved å forhindre mulig metodisk bias.

PVL-målingen (pressure volume-loop) er et kraftig verktøy for å analysere hjertefarmakodynamikk av legemidler og for å undersøke hjertefenotypen til genetisk modifiserte musemodeller under normale og patologiske forhold. Protokollen tillater vurdering av hjerte-β-adrenerge reserve i voksenmusmodellen. Her beskriver vi en åpen brystmetode under isofluranbedøvelse kombinert med buprenorfin (smertestillende) og pancuronium (muskelavslappende), som fokuserer på hjerteresponsen på β-adrenerge stimulering ved å inf...

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

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

Her beskriver vi en hjertetrykk-volum sløyfe analyse under økende doser av intravenøst infundert isoproterenol for å bestemme den iboende hjertefunksjonen og β-adrenerge reserve hos mus. Vi bruker en modifisert åpen brysttilnærming for trykkvolumsløyfemålingene, der vi inkluderer ventilasjon med positivt sluttutløpstrykk.

Hjerterespons på β-adrenerge stimulering bestemt av trykkvolumsløyfeanalyse

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

Vår åpen-bryst tilnærming, der vi inkluderer ventilasjon med positivt slutt-utløpende trykk, er viktig for å vurdere og analysere hjertefunksjon in vivo, og økningen i beta-adrenerge stimulering. Prosedyren kan brukes til å adressere både baseline parametere for lastuavhengig hjertefunksjon, og beta-adrenerge reserve i genetisk modifiserte mus eller ved intervensjoner. Etter å ha bekreftet mangel på respons på pedalrefleks, desinfiser venstre bakre lem av den bedøvede musen med 70% etanol og gjør et snitt for å eksponere venstre lårben.Spreng den epigastriske arterien og vene med en cautery. For bedre å se lårbenet, er synsfeltet spennret av en sutur gjennom magen. Deretter plasseres en sutur distal til kateterets tilgang, for å ligate lårbenet.Send en sutur under lårbenet, og forbered en knutekranial til punkteringsstedet. Punkter lårbenet med et forberedt mikrorør festet til en 1 milliliter sprøyte og fest røret inne i karet med knutet sutur. For å motvirke væsketap, bruk en automatisk sprøytepumpe for å tilsette 0,9% natriumklorid, supplert med 12,5% albumin, med en infusjonshastighet på 15 mikroliter og hydrere det eksponerte vevet med forvarmet 0,9% natriumklorid.For å få tilgang til thoraxen, skyll thoraxen med 70% etanol, og insolider huden like under xiphoid-prosessen. Separer brystmuskulaturen direkte fra brystveggen, og bruk tang for å løfte xiphoid-prosessen slik at brystveggen kan kuttes, til membranen er fullt synlig. Øk membranen nedenfra for å eksponere hjerteapeksen, og bruk tang for å fjerne perikardiet forsiktig.Utfør en begrenset costotomy på venstre side, og send en sutur under den dårligere kavalervenen for å tillate nedstrøms forhåndsinnlastingsreduksjon. Bruk en 25 gauge kanyle, punkter forsiktig hjerteapeksen, og erstatt kanylene med et trykkvolumkateter, til alle elektrodene er innenfor ventrikelen. Juster deretter kateterets posisjon forsiktig til rektangulære sløyfer oppnås.For å oppnå trykkvolumsløyfemålinger, utfør en online analyse av hjertefunksjonsparametrene av interesse, og vent til en steady-state hjertefunksjon er oppnådd. Stopp åndedrettsvernet i endeutløpsposisjon, og registrer grunnlinjeparametrene. Etter 3 til 5 sekunder, bruk tang for å løfte suturen under den dårligere kavalåren for å oppnå pre-load uavhengige parametere, og slå på respiratoren.Vent minst 30 sekunder på den andre okklusjonen til de hemodynamiske parametrene er stabilisert. Etter å ha oppnådd målingen under basale forhold, monter en isoproterenol-lastet sprøyte på sprøytepumpen. Vent minst to minutter til en ny steady-state hjertefunksjon er observert.Før du stopper åndedrettsvernet i endeutløpsposisjon, og registrerer grunnlinjeparametrene. Etter 3 til 5 sekunder løfter du suturen under den dårligere kavalvenen for å oppnå preload uavhengige parametere, og vent minst 30 sekunder på den andre okklusjonen. Monter deretter sprøyten som inneholder den neste isoproterenolkonsentrasjonen, og gjenta grunnlinjen, og forhåndslast uavhengige parameterseopptak.For å utføre en parallellledningskalibrering, etter den siste isoproterenol doseresponsmålingen, koble en sprøyte lastet med 15% natriumkloridoppløsning til lårbenskanylen, og tilsett forsiktig 5 mikroliter av den hypertoniske løsningen til trykkvolumsløyfen skifter litt til høyre. Vent til løkkene går tilbake til steady-state, før du stopper åndedrettsvernet ved slutten av utløpet, og umiddelbart injisere en 10 mikroliter bolus på 15% natriumklorid. Kontroller deretter om trykkvolumsløyfen i stor grad har utvidet seg, og skiftet til høyre.For å utføre et lednings-til-volum-forhold, vent i 5 minutter til hypertonisk saltvannsbolus er helt fortynnet før du fjerner kateteret, og bruk en 1 milliliter sprøyte, utstyrt med en 21 gauge kanyle for å fjerne minst 600 mikroliter blod fra venstre ventrikel av det bankende hjertet. Overfør deretter blodet til en forhåndsvarmet kalibreringskette i et 37-graders celsius vannbad, med sylindere av et kjent volum, og plasser trykkvolumkateteret sentralt i hver sylinder for å tillate opptak av ledningsevnen. Ved hjelp av denne åpne brysttrykk-volum-sløyfe-målemetoden, hvis kateteret er riktig plassert i ventrikelen, vil en full hjertesyklus representeres av en rektangulært formet trykkvolumsløyfe.Som illustrert begynner systole med en fase av isovolumetrisk sammentrekning, hvor begge hjerteklaffene er stengt. Når ventrikkeltrykket overskrider aortatrykket, åpnes aortaventilen, og blod pumpes inn i aorta under utkastelsesfasen. Deretter, når aortatrykket overstiger ventrikkeltrykket, lukkes aortaventilen, og diastolen begynner.Under isovolumisk avslapning faller ventrikkeltrykket, til atrietrykket overstiger ventrikkeltrykket, og mitralventilen åpnes. Passiv diastolisk fylling, preget av forholdet mellom endediastolisk trykkvolum, skjer deretter til neste hjertesyklus begynner. Siden det er i stand til å bestemme hjertefunksjon uavhengig av preload, kan trykkvolumanalyse gi detaljert innsikt i hjertefunksjon, i hjertekontraktilitet.For eksempel, i denne analysen isoproterenol indusert en betydelig effekt på hver målt hjertefunksjon, og hjerte kontraktilitet parameter. I motsetning ble det observert en reduksjon i diastoliske parametere som svar på økende isoproterenolkonsentrasjoner. Nøyaktig kateterplassering i venstre ventrikel, er avgjørende for å oppnå reproduserbare løkker uten artefakter.For å optimalisere kateterplasseringen, foretrekker vi den åpne brysttilnærmingen. Etter PV-sløyfemålinger kan allometrisk endyse bestemmes, og vev kan isoleres, for å identifisere molekylære og histopatologiske endringer, forårsaket av behandlinger og eller genetiske modifikasjoner. Denne teknikken baner vei for å analysere beta-adrenerge reserve i musemodeller under normale og patologiske forhold og kan brukes som mal for testing av andre stimuli.

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Pharmacology

Medicine

Unit 1

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

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

SCIENTISTS IN ACTION

A Murine Model of Muscle Training by Neuromuscular Electrical Stimulation

En murint Model of Muscle Training ved nevromuskulær elektrisk stimulering

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

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

Cardiac Stress Test indusert av Dobutamine og overvåkes av Hjertekateterisering i Mus

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

Measurement of the Pressure-volume Curve in Mouse Lungs

Måling av trykk volum Curve i Muse Lunger

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

Hjertekateterisering i Mus for å måle trykket Volume Forholdet: Gransker 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

Sanntid press volum analyse av akutt hjerteinfarkt i mus

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

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

Hemokompatibilitet Testing av blod-kontakte implantater i en Flow Loop modell etterligne menneskelig blodstrøm

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

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

Biventrikulær vurdering av hjertefunksjon og trykk-volum-sløyfer ved lukket brystkateterisering hos mus

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

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

En stor dyremodell for akutt nyreskade ved midlertidig bilateral nyrearterie okklusjon

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

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

In vitro Vurdering av hjerte omprogrammering ved å måle hjertespesifikk kalsiumfluks med en GCaMP3 Reporter

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

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

Lukkede brystbiventrikulære trykkvolumsløyfeopptak med opptakskatetre i en porcinmodell

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