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

Мы благодарны Мануэле Ритцаль, Хансу-Петеру Генсхаймеру, Кристин Рихтер и команде Interfakultäre Biomedizinische Forschungseinrichtung (IBF) из Гейдельбергского университета за экспертную техническую помощь.
Эта работа была поддержана DZHK (Немецкий центр сердечно-сосудистых исследований), BMBF (Министерство образования и исследований Германии), Федеральным инновационным фондом Земли Баден-Вюртемберг и Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, Немецкий исследовательский фонд) Project-ID 239283807 - TRR 152, FOR 2289 и Центром совместных исследований (SFB) 1118.

Все эксперименты на животных были одобрены и проведены в соответствии с регламентом Регионального совета Карлсруэ и Гейдельбергского университета (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) соответствуют руководящим принципам Директивы 2010/63/EU Европейского парламента о защите...

<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>

Здесь мы предоставляем протокол для анализа сердечной функции in vivo у мышей при увеличении β адренергической стимуляции. Процедура может быть использована для решения как исходных параметров сердечной функции, так и адренергического резерва (например, инотропии и хронотропии) у генети...

Сердечно-сосудистые заболевания обычно влияют на сердечную функцию. Этот вопрос указывает на важность оценки in vivo подробной сердечной функции на моделях болезней животных. Эксперименты на животных окружены рамками трех руководящих принципов Rs (3R) (Reduce/Refine/Replace). В случае понимания сложных патологий, связанных с системными реакциями (т.е. сердечно-сосудистыми заболеваниями) на текущем уровне развития, основным вариантом является уточнение имеющихся методов. Уточнение также приведет к сокращению требуемой численности животных за счет меньшей изменчивости, что повышает мощность анализа и выводов. Кроме того, комбинация измерений сократимости сердца с животными моделями сердечных заболеваний, включая те, которые вызваны нейрогуморальной стимуляцией или перегрузкой давления, такой как полоса аорты, которая имитирует, например, измененные катехоламины / β-адренергические уровни1,2,3,4,обеспечивает мощный метод доклинических исследований. Принимая во внимание, что катетерный метод остается наиболее широко используемым подходом для углубленной оценки сократимости сердца5,мы стремились представить здесь уточненное измерение сердечной функции in vivo у мышей с помощью измерений петли давления-объема (PVL) во время β-адренергической стимуляции на основе предыдущего опыта, включая оценку специфических параметров этого подхода6, 7.
Для определения гемодинамических параметров сердца доступны подходы, которые включают в себя визуализацию или катетерные методы. Оба варианта сопровождаются преимуществами и недостатками, которые необходимо тщательно рассмотреть для соответствующего научного вопроса. Подходы к визуализации включают эхокардиографию и магнитно-резонансную томографию (МРТ); оба были успешно использованы на мышах. Эхокардиографические измерения связаны с высокими первоначальными затратами на высокоскоростной зонд, необходимый для высокой частоты сердечных сокращений мышей; это относительно простой неинвазивный подход, но он варьируется среди операторов, которые в идеале должны иметь опыт распознавания и визуализации сердечных структур. Кроме того, никакие измерения давления не могут быть выполнены напрямую, и расчеты получаются из комбинации величин размера и измерений расхода. С другой стороны, он имеет то преимущество, что несколько измерений могут быть выполнены на одном и том же животном, а сердечная функция может контролироваться, например, во время прогрессирования заболевания. Что касается измерения объема, МРТ является золотым стандартом процедуры, но, подобно эхокардиографии, измерения прямого давления невозможны, и можно получить только параметры, зависящие от предварительной нагрузки8. Ограничивающими факторами также являются доступность, усилия по анализу и эксплуатационные расходы. Здесь катетерные методы измерения сердечной функции являются хорошей альтернативой, которая дополнительно позволяет осуществлять прямой мониторинг внутрисердечного давления и определять независимые от нагрузки параметры сократимости, такие как преднагрузочная рекрутируемая ударная работа (PRSW)9. Тем не менее, желудочковые объемы, измеренные катетером проводимости давления (путем определения проводимости), меньше, чем из МРТ, но групповые различия поддерживаются в том же диапазоне10. Для определения надежных объемных значений требуется соответствующая калибровка, которая является критическим этапом во время измерений PVL. Он сочетает в себе измерения ex vivo проводимости крови в объемно-калиброванных кюветах (преобразование проводимости в объем) с анализом in vivo на параллельную проводимость миокарда при болюсном введении гипертонического физиологического раствора11,12. Кроме того, позиционирование катетера внутри желудочка и правильная ориентация электродов вдоль продольной оси желудочка имеют решающее значение для способности обнаружения окружающего электрического поля, создаваемого ими. Еще при уменьшенных размерах мышиного сердца можно избежать артефактов, образующихся при изменениях внутрижелудочковой ориентации катетера, даже в расширенных желудочках5,10,но артефакты могут развиваться при β-адренергической стимуляции6,13. В дополнение к методам проводимости появилась разработка метода на основе допуска, чтобы избежать этапов калибровки, но здесь объемные значения довольно завышены14,15.
Поскольку мышь является одной из наиболее важных доклинических моделей в сердечно-сосудистых исследованиях, а β-адренергический резерв сердца представляет центральный интерес в физиологии и патологии сердца, мы представляем здесь уточненный протокол для определения in vivo сердечной функции у мышей путем измерений PVL во время β-адренергической стимуляции.

<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

Определение сердечной функции является надежным анализом конечных точек на животных моделях сердечно-сосудистых заболеваний с целью характеристики воздействия конкретных методов лечения на сердце. Благодаря возможности генетических манипуляций мышь стала наиболее распространенной моделью млекопитающих для изучения сердечной функции и поиска новых потенциальных терапевтических целей. Здесь описан протокол определения сердечной функции in vivo с использованием измерений и анализа цикла давления-объема в базальных условиях и при β-адренергической стимуляции путем внутривенной инфузии повышения концентрации изопротеренола. Мы предоставляем усовершенствованный протокол, включающий поддержку вентиляции с учетом положительного давления в конце выдоха для смягчения негативных эффектов во время измерений с открытой грудной клеткой и мощную анальгезию (бупренорфин), чтобы избежать неконтролируемого стресса миокарда, вызванного болью во время процедуры. Все вместе подробное описание процедуры и обсуждение возможных ловушек позволяет проводить высоко стандартизированный и воспроизводимый анализ контура давления-объема, уменьшая исключение животных из экспериментальной когорты за счет предотвращения возможной методологической предвзятости.

Измерение объема давления (PVL) является мощным инструментом для анализа сердечной фармакодинамики лекарств и исследования сердечного фенотипа генетически модифицированных моделей мышей в нормальных и патологических условиях. Протокол позволяет оценить сердечный β-адренергический ?...

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

Здесь мы описываем анализ сердечного давления и объема при увеличении доз внутривенно введенного изопротеренола для определения внутренней сердечной функции и β-адренергического резерва у мышей. Мы используем модифицированный подход с открытой грудной клеткой для измерения контура давления-объема, в который мы включаем вентиляцию с положительным давлением в конце выдоха.

Сердечный ответ на β-адренергическую стимуляцию, определяемый анализом петли давления-объема

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

Наш подход с открытой грудной клеткой, в который мы включаем вентиляцию с положительным давлением в конце выдоха, важен для оценки и анализа сердечной функции in vivo и увеличения бета-адренергической стимуляции. Процедура может быть использована для решения как исходных параметров независимой от нагрузки сердечной функции, так и бета-адренергического резерва у генетически модифицированных мышей или при вмешательствах. После подтверждения отсутствия реакции на педальный рефлекс продезинфицируйте левую заднюю конечность обезболенной мыши 70% этанолом и сделайте разрез для обнажения левой бедренной вены.Взорвать эпигастральную артерию и вену прижиганием. Чтобы лучше видеть бедренную вену, поле зрения охватывается швом через живот. Затем шов накладывается дистально на доступ к катетеру, чтобы обвязать бедренную вену.Пропустите шов под бедренную вену, и подготовьте черепной узел к месту прокола. Проколите бедренную вену подготовленной микротрубкой, прикрепленной к 1-миллилитровому шприцу, и закрепите трубку внутри сосуда узловатым швом. Чтобы противодействовать любой потере жидкости, используйте автоматический шприцевой насос для настаивания 0,9% хлорида натрия, дополненного 12,5% альбумином, со скоростью инфузии 15 микролитр и гидратации открытой ткани предварительно нагретым 0,9% хлоридом натрия.Чтобы получить доступ к грудной клетке, промойте грудную клетку 70% этанолом и прорежьте кожу прямо под мечевидным отростком. Тупо отделите грудные мышцы от грудной стенки и используйте щипцы, чтобы поднять мечевидный отросток, чтобы позволить разрезать грудную стенку, пока диафрагма не будет полностью видна. Разрезайте диафрагму снизу, чтобы обнажить сердечную вершину, и используйте щипцы, чтобы аккуратно удалить перикард.Выполните ограниченную костотомию с левой стороны и проведите шов под нижней кавальной веной, чтобы обеспечить снижение преднатяга вниз по течению. Используя канюлю 25 калибра, аккуратно проколите сердечную вершину и замените канюлю катетером с объемом давления, пока все электроды не окажутся в желудочке. Затем аккуратно отрегулируйте положение катетера до получения петель прямоугольной формы.Чтобы получить измерения цикла давления-объема, выполните онлайн-анализ интересующих параметров сердечной функции и подождите, пока не будет получена стационарная сердечная функция. Остановите респиратор в положении конечного выдоха и запишите исходные параметры. Через 3-5 секунд используйте щипцы, чтобы поднять шов под нижней кавальной веной, чтобы получить независимые параметры предварительной нагрузки, и включите вентилятор.Подождите не менее 30 секунд для второй окклюзии, пока гемодинамические параметры не стабилизируются. После получения измерения в базальных условиях установите шприц, нагруженный изопротеренолом, на шприцевой насос. Подождите не менее двух минут, пока не будет наблюдаться новая стационарная сердечная функция.Перед остановкой дыхания в конце - выдох, и запись исходных параметров. Через 3-5 секунд поднимите шов под нижней кавальной веной, чтобы получить независимые параметры предварительной нагрузки, и подождите не менее 30 секунд для второй окклюзии. Затем смонтируйте шприц, содержащий следующую концентрацию изопротеренола, и повторите базовую линию и предварительную загрузку независимых записей параметров.Для выполнения калибровки параллельной проводимости после последнего измерения дозы-реакции изопротеренола подключите шприц, загруженный 15%-ным раствором хлорида натрия, к бедренной канюле и осторожно вливайте 5 микролитров гипертонического раствора до тех пор, пока контур давления-объема немного не сместится вправо. Подождите, пока петли вернутся в установившееся состояние, прежде чем остановить респиратор в конце срока годности, и немедленно ввести 10 микролитровый болюс 15% хлорида натрия. Затем проверьте, не расширилась ли петля «давление-объем» и сместилась ли вправо.Чтобы выполнить соотношение проводимости к объему, подождите 5 минут, пока гипертонический солевой болюс полностью не будет разбавлен, прежде чем удалять катетер, и использовать 1-миллилитровый шприц, оснащенный канюлей 21 калибра, чтобы удалить не менее 600 микролитров крови из левого желудочка бьющегося сердца. Затем переложите кровь в предварительно нагретую калибровочную кювету на водяной бане с температурой 37 градусов цельсия с цилиндрами известного объема и поместите катетер под давлением в центр каждого цилиндра, чтобы обеспечить запись проводимости. Используя этот метод измерения открытого грудного давления-объема-петли, если катетер правильно размещен в желудочке, полный сердечный цикл будет представлен прямоугольной формой давления-объема-петли.Как показано на рисунке, систола начинается с фазы изоволюметрического сокращения, во время которой оба сердечных клапана закрываются. Когда желудочковое давление, превышает аортальное давление, аортальный клапан открывается, и кровь закачивается в аорту во время фазы выброса. Впоследствии, когда аортальное давление превышает желудочковое давление, аортальный клапан закрывается, и начинается диастола.Во время изоволюметрической релаксации желудочковое давление падает, пока давление предсердий не превысит желудочковое давление, и митральный клапан не откроется. Пассивное диастолическое наполнение, характеризующееся соотношением конец-диастолическое давление-объем, затем происходит до начала следующего сердечного цикла. Поскольку он способен определять сердечную функцию независимо от предварительной нагрузки, анализ объема давления может дать подробное представление о сердечной функции, о сократимости сердца.Например, в этом анализе изопротеренол индуцировал значительное влияние на каждую измеряемую сердечную функцию и параметр сократимости сердца. Напротив, снижение диастолических параметров наблюдалось в ответ на повышение концентрации изопротеренола. Точное размещение катетера в левом желудочке имеет решающее значение для получения воспроизводимых петель без артефактов.Для оптимизации установки катетера мы предпочитаем открытый грудной подход. После измерений фотоэлектрической петли может быть определен аллометрический эндизис и выделена ткань для выявления молекулярных и гистопатологических изменений, вызванных лечением и / или генетическими модификациями. Этот метод прокладывает путь к анализу бета-адренергического резерва в мышиных моделях при нормальных и патологических состояниях и может быть использован в качестве шаблона для тестирования других стимулов.

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

Мышиной модели Мышцы обучение по нервно-мышечной электростимуляции

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

Сердечная стресс-тест индуцированный Dobutamine и контролируется катетеризации сердца у мышей

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

Измерение давления объема Curve в мышиных легких

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

Катетеризации сердца у мышей для измерения давления Громкость Отношения: Расследуя Bowditch эффект

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

Анализ реального времени давления объем острого инфаркта миокарда у мышей

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

Гемосовместимость Тестирование кровоконтактных имплантатов в модели петли потока, имитирующей поток крови человека

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

Бивентрикулярная оценка сердечной функции и плотно-объемных петель с помощью закрытой грудной катетеризации у мышей

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

Модель крупного животного для острого повреждения почек путем временной двусторонней окклюзии почечной артерии

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

Оценка in vitro сердечного перепрограммирования путем измерения сердечного специфического потока кальция с помощью репортера GCaMP3

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

Записи с закрытым грудным бивентрикулярным давлением и объемом с помощью катетеров допуска в модели свиньи

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