Name: implantation of combined telemetric ecg and blood pressure transmitters to determine spontaneous baroreflex sensitivity in conscious mice
Uploaded: 2021-02-14T14:00:00
Duration: 9 min 56 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Implantation of Combined Telemetric ECG and Blood Pressure Transmitters to Determine Spontaneous Baroreflex Sensitivity in Conscious Mice at JoVE.com

Diese Arbeit wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert [FE 1929/1-1 und WA 2597/3-1]. Wir danken Sandra Dirschl für die hervorragende technische Unterstützung und Julia Rilling für die tierärztliche Beratung.

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Bedeutung der Methode gegenüber Alternativmethoden In der vorliegenden Arbeit stellen wir ein detailliertes Protokoll zur Quantifizierung spontaner BRS mit Hilfe der Sequenzmethode vor. Bei diesem Ansatz werden spontane Blutdruck- und Reflex-HF-Veränderungen verwendet, die durch EKG und Blutdrucktelemetrie gemessen werden. Der Vorteil dieser Methode besteht darin, dass beide Parameter bei bewussten, sich frei bewegenden, uneingeschränkten Tieren erfasst werden können, ohne die Tiere durch das Betreten des Raumes, in dem die Messungen durchgeführt werden, oder sogar durch die für die Injektion von Medikamenten erforderliche körperliche Interaktion zu stören. Dieser Punkt ist sehr wichtig, da klar gezeigt wurde, dass solche Störungen die Herzfrequenz- und Blutdruckaufzeichnungen stark beeinträchtigen. Zum Beispiel erfordert die Injektion von Medikamenten die Fixierung der Mäuse, was eine maximale Stressreaktion hervorruft, die die Herzfrequenz um bis zu 650-700 Schläge pro Minute erhöht. Um diese Stressreaktionen zu umgehen, wurde BRS zuvor in anästhesierten Mäusen bestimmt. In der Veterinärmedizin verwendete Standardanästhetika wie Ketamin/Xylazin oder Isofluran induzieren jedoch Bradykardie und beeinflussen autonome Reflexreaktionen, was die Aussagekraft dieser Ansätze und die Interpretation der Ergebnisse einschränkt. Um diese Einschränkungen teilweise zu überwinden, wurden implantierbare Drug Delivery Devices, d.h. osmotische Pumpen, eingesetzt, die Wirkstoffe in die Peritonealhöhle abgeben können. Mit osmotischen Pumpen ist es jedoch nicht möglich, einen Bolus mit einer definierten Dosis des Arzneimittels zu applizieren, was die Anwendung solcher Geräte einschränkt. Alternativ komplexe Infusionskatheter17 kann Mäusen implantiert werden, um Medikamente zu verabreichen. Diese Katheter sind jedoch schwierig zu handhaben und erfordern chirurgische Fähigkeiten, die mit denen vergleichbar sind, die für die Implantation von Telemetriegeräten erforderlich sind, und liefern im Vergleich zu Messungen von spontanem BRS weniger wissenschaftliche Ergebnisse. Neben den technischen Problemen, die mit der Messung von BRS durch Injektion von Medikamenten verbunden sind, gibt es einige Einschränkungen in Bezug auf die Arzneimittelwirkung an sich. Traditionelle Ansätze zur Bestimmung des BRS beinhalten Bolusinjektionen von vasoaktiven Medikamenten. Die Bolusinjektion von Vasokonstriktoren (z. B. Phenylephrin) oder Vasodilatatoren (z. B. Natriumnitroprussid) wurde jedoch als übermäßiger und unphysiologischer Stimulus für die Anpassung der Reflex-HR an Veränderungen des Blutdrucks angesehen18. Die spontane Aktivität des Barorezeptorreflexes kann auch mit spektralen Methoden quantifiziert werden. Eine dieser Methoden bewertet BRS im Frequenzbereich, indem das Verhältnis zwischen Änderungen der Herzfrequenz und Änderungen des Blutdrucks in einem bestimmten Frequenzband berechnet wird18,19. Andere spektrale Methoden beinhalten die Bestimmung der Transferfunktion von Blutdruck und HR oder die Quantifizierung der Kohärenz zwischen Blutdruck und HR20,21. Diese Methoden erfordern auch die telemetrische Erfassung von spontanen Blutdruck- und HR-Parametern, und obwohl sie für die Bestimmung spontaner BRS geeignet sind, erfordern sie intensive Berechnungswerkzeuge und sind schwierig anzuwenden. Darüber hinaus leiden alle spektralen Methoden unter der Einschränkung, dass nicht-stationäre Signale die Anwendung spektraler Methoden ausschließen. Insbesondere können spektrale Spitzen, die durch Atemrhythmen induziert werden, bei menschlichen Patienten reduziert werden, indem der Patient aufgefordert wird, mit dem Atmen aufzuhören, während dies bei Mäusen offensichtlich nicht möglich ist. Daher ist das Signal-Rausch-Verhältnis bei Mäusen häufig recht gering. Angesichts der Einschränkungen der oben diskutierten Methoden bevorzugen wir die Sequenzmethode zur Bestimmung von BRS in Mäusen. Ein wesentlicher Vorteil dieser Methode ist die Tatsache, dass es sich um eine nicht-invasive Technik handelt, die Daten über spontane BRS unter realen Bedingungen liefert22. Ein weiterer wichtiger Punkt ist, dass die Dauer der mit der Sequenzmethode analysierten Sequenzen mit 3-5 Schlägen recht kurz ist. Die Reflexregulation der HR durch den Vagusnerv erfolgt sehr schnell und innerhalb des Zeitrahmens dieser Sequenzen. Daher ist die Sequenzmethode gut geeignet, um den Beitrag des Vagusnervs zum BRS zu bewerten. Im Gegensatz dazu ist die Regulation durch den Sympathikus viel langsamer. Tatsächlich kann man davon ausgehen, dass während dieser kurzen Sequenzen die Aktivität des sympathischen Nervensystems nahezu konstant ist. Daher ist die Methode so angepasst, dass sie selektiv Reflexveränderungen der HR erkennt, die durch die Aktivität des Vagusnervs ausgelöst werden.
Interpretation von BRS-Daten Für die Interpretation der BRS-Dysfunktion bzw. der BRS-Daten an sich ist es wichtig, die einzelnen Funktionsebenen zu berücksichtigen, die am Barorezeptorreflex beteiligt sind. Auf neuronaler Ebene können afferente, zentrale oder efferente Komponenten des Reflexes betroffen sein23. Auf kardiovaskulärer Ebene kann eine verminderte oder übertriebene Reaktionsfähigkeit des Sinusknotens auf ANS-Eingaben vorliegen 11,24. Eine Änderung auf jeder Ebene könnte zu Änderungen im BRS führen. Um zu untersuchen, ob neuronale und/oder kardiale Mechanismen für die beobachteten Veränderungen im BRS verantwortlich sind, könnten kardiale oder neuronenspezifische Gendeletions-, Knockdown- oder Geneditierungsansätze verwendet werden.
Kritische Schritte im Protokoll Der anspruchsvollste und kritischste Schritt in diesem Protokoll ist die Präparation und Kanülierung der linken Halsschlagader (Schritt 2.3). Die Spannung der kaudalen Okklusionsnaht muss ausreichend hoch sein, um den Blutfluss vor der Kanülierung vollständig zu stoppen. Andernfalls kann bereits ein kleiner Blutaustritt während der Kanülierung die Sicht stark einschränken oder sogar dazu führen, dass die Maus verblutet. Die Kanülierung sollte auf Anhieb erfolgreich sein. Wenn der erste Versuch fehlgeschlagen ist, ist es jedoch immer noch möglich, die Kanülierung vorsichtig zu wiederholen.
Der Mittellinienschnitt und der subkutane Tunnel vom Hals bis zur linken Flanke (Schritt 2.3) müssen groß genug sein, um den Transmitter ohne Kraftaufwand einzuführen, aber auch so klein wie möglich, um den Transmitter an Ort und Stelle zu halten. Andernfalls muss man es mit Nahtmaterial oder Gewebekleber fixieren. Da Mäuse eine sehr empfindliche Haut haben, kann es zu einer Nekrose der Haut kommen, wenn der Tunnel für den Sender zu klein ist.
Wenn die EKG-Elektroden zu lang sind, um in den subkutanen Tunnel zu passen (Schritt 2.4), ist es notwendig, eine neue Spitze zu bilden, indem die Elektrode auf die richtige Länge gekürzt wird. Die Elektrode muss über die gesamte Länge der Leitung flach am Körper anliegen. Zu lange Elektroden stören die Tiere und sie versuchen, die Wunde zu öffnen, um den Sender zu entfernen, was zu einer Gewebereizung und Wunddehiszenz führt. Zu kurze Leitungen können natürlich nicht verlängert werden und es kann sein, dass in diesem Fall die Elektroden nicht so positioniert werden können, dass sie der Einthoven II-Konfiguration entsprechen. Wir empfehlen daher, die optimale Länge der EKG-Ableitungen bei einer toten Maus des gleichen Geschlechts, Gewichts und genetischen Hintergrunds zu bestimmen.
Mäusen sollte nach der Implantation des Transmitters eine längere Erholungszeit eingeräumt werden, wenn sie keinen normalen circadianen Rhythmus haben und dies nicht der Phänotyp der untersuchten Mauslinie ist (Schritt 2.7). Ein weiterer Grund für gestörte circadiane Rhythmen könnte eine unzureichende akustische Isolierung der Tieranlage oder des Personals, das den Raum während der Messung betritt, sein.
Die Analyse von EKG-, Blutdruck- und BRS-Daten ist unkompliziert (Schritt 2.8). Der kritischste Schritt besteht darin, ektopische Schläge, Sinuspausen, arrhythmische Episoden oder Abschnitte mit minderwertigen Signalen von der Datenanalyse auszuschließen.

Der arterielle Barorezeptorreflex ist das wichtigste Rückkopplungskontrollsystem beim Menschen, das eine kurzzeitige - und möglicherweise auchlängerfristige 1,2 - Kontrolle des arteriellen Blutdrucks (ABP) ermöglicht. Dieser Reflex puffert Störungen im Blutdruck ab, die als Reaktion auf physiologische oder umweltbedingte Auslöser auftreten. Es bietet sofortige Reflexänderungen der Herzfrequenz, des Schlagvolumens und des gesamten peripheren arteriellen Widerstands. Der Reflex hat seinen Ursprung in sensorischen Nervenenden im Aortenbogen und in den Halsschlagadern. Diese Nervenendigungen bilden die arteriellen Barorezeptoren. Die Spaltöffnungen der Nervenendigungen im Aortenbogen befinden sich im Ganglion nodose, während die der Nervenendigungen im Sinus carotis im Ganglion petrosus liegen. Der Reflex wird durch einen Anstieg des Blutdrucks ausgelöst, der die Barorezeptor-Nervenendigungen dehnt und aktiviert (Abbildung 1A). Die Aktivierung führt zu Aktionspotentialsalven, die zentral über den afferenten Aortendedrücker und den Sinus carotis an kardiovaskuläre Hirnstammkerne wie den Nucleus tractus solitarii und den Nucleus dorsalis des Vagusnervs weitergeleitet werden. Veränderungen in der afferenten Nervenaktivität modulieren wiederum die autonome efferente Aktivität. Eine erhöhte Aktivität der Barorezeptornerven verringert den Sympathikus und erhöht die Aktivität des Parasympathikus. Die Folgen der Aktivierung von Barorezeptoren sind also eine Verringerung der Herzfrequenz, des Herzzeitvolumens und des Gefäßwiderstands, die zusammen dem Blutdruckanstieg entgegenwirken und ihn abpuffern3. Im Gegensatz dazu erhöht eine verminderte Aktivität der Barorezeptornerven die Aktivität des Sympathikus und verringert die Aktivität des parasympathischen Nervs, was die Herzfrequenz, das Herzzeitvolumen und den Gefäßwiderstand erhöht und so dem Blutdruckabfall entgegenwirkt.
Zahlreiche Studien an Mensch und Tier haben gezeigt, dass der Barorezeptorreflex unter physiologischen Bedingungen wie Bewegung4, Schlaf5, Hitzestress6 oder Schwangerschaft7 eingestellt werden kann. Darüber hinaus gibt es Hinweise darauf, dass der Baroreflex bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen wie Bluthochdruck, Herzinsuffizienz, Myokardinfarkt und Schlaganfall chronisch beeinträchtigt ist. Tatsächlich wird die Baroreflexdysfunktion auch als prognostischer Marker bei verschiedenen Herz-Kreislauf-Erkrankungen verwendet 8,9,10. Darüber hinaus ist eine Dysfunktion des Baroreflexes auch bei Erkrankungen des ANS vorhanden. Angesichts der Bedeutung des Barorezeptorreflexes für Gesundheit und Krankheitszustände ist die In-vivo-Abschätzung dieses Reflexes ein wichtiger Bestandteil der autonomen und kardiovaskulären Forschung mit schwerwiegenden klinischen Implikationen.
Genetische Mauslinien sind unverzichtbare Werkzeuge in der kardiovaskulären Forschung. In-vivo-Studien solcher Mauslinien liefern wertvolle Einblicke in die kardiovaskuläre Physiologie und Pathophysiologie und dienen in vielen Fällen als präklinische Modellsysteme für kardiovaskuläre Erkrankungen. In dieser Arbeit stellen wir ein Protokoll für die telemetrische in vivo EKG- und Blutdruckaufzeichnung bei bewussten, uneingeschränkten, sich frei bewegenden Mäusen vor und beschreiben, wie aus diesen Aufzeichnungen die Baroreflexsensitivität mit Hilfe der Sequenzmethode bestimmt werden kann (Abbildung 1B). Die angewandte Methode wird als Sequenzmethode bezeichnet, da die Schlag-zu-Schlag-Reihe von systolischen BP (SBP)- und RR-Intervallen auf kurze Sequenzen von drei oder mehr Schlägen während eines spontanen Anstiegs oder Abfalls des SBP mit Reflexadaption der HR untersucht wird. Diese Methode ist der Goldstandard für die Bestimmung der Baroreflexsensitivität, da nur spontane Reflexmechanismen untersucht werden. Die Technik ist älteren Techniken überlegen, die invasive Verfahren wie die Injektion von vasoaktiven Medikamenten beinhalteten, um Blutdruckveränderungen zu induzieren.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62101/62101fig1v2.jpg"> Abbildung 1: Schematische Darstellung des Baroreflexes und der Baroreflexsensitivitätsbeurteilung mit der Sequenzmethode. (A) Verlauf des Baroreflexes bei akutem Blutdruckanstieg. Ein kurzfristiger Anstieg des ABP wird von Barorezeptoren im Aortenbogen und im Karotissinus wahrgenommen. Diese Information wird an das zentrale Nervensystem weitergeleitet und induziert eine Abnahme der sympathischen Nervenaktivität bei gleichzeitiger Zunahme der parasympathischen Aktivität. Die Freisetzung von Acetylcholin aus Nervenendigungen, die sich in der Region des Sinusknotens befinden, induziert eine Abnahme des zweiten Botenstoffs cAMP in den Schrittmacherzellen des Sinusknotens und damit eine Verringerung der Herzfrequenz. Eine kurzfristige Senkung des Blutdrucks hat den gegenteiligen Effekt. (B) Schematische BP-Kurven während einer Aufwärtssequenz (oberes linkes Feld) und einer Abwärtssequenz (oberes rechtes Feld) von drei aufeinanderfolgenden Schlägen. Eine Aufwärtssequenz ist mit einer parallelen Zunahme der RR-Intervalle verbunden (unteres linkes Feld), was einer Abnahme der Herzfrequenz entspricht. Eine Abwärtssequenz ist mit einer parallelen Abnahme der RR-Intervalle (unteres rechtes Feld) verbunden, was einer Erhöhung der Herzfrequenz entspricht. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62101/62101fig1v2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
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		<tr >
			<td >Ringer&#39;s lactate solution</td>
			<td >B. Braun Melsungen AG, Germany</td>
			<td >401-951</td>
			<td>&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Sensitive plasters, Leukosilk</td>
			<td >BSN medical GmbH, Germany</td>
			<td >102100</td>
			<td>surgical tape</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Sodium chloride solution 0.9% sterile Miniplasco Connect 5 ml</td>
			<td >B. Braun Melsungen AG, Germany</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Surgibond tissue adhesive</td>
			<td >SMI, Belgium</td>
			<td >ZG2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Suture, sterile, silk, non-needled (5-0 USP, metric 1 braided)</td>
			<td >Resorba Medical, Germany</td>
			<td >G2105</td>
			<td>lead preparation, ligation sutures</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Trimmer, Wella Contura type 3HSG1</td>
			<td >Procter &#38; Gamble</td>
			<td ></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Vessel Cannulation Forceps</td>
			<td >Fine Science Tools GmbH, Germany</td>
			<td >18403-11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Xylazine (Xylariem) 2%</td>
			<td >Ecuphar GmbH, Germany</td>
			<td >797469</td>
			<td>anesthesia</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Data acquisition and analysis</td>
			<td >Source</td>
			<td ></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >DSI Data Exchange Matrix</td>
			<td >Data Sciences International, United States</td>
			<td ></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >DSI Dataquest ART 4.33</td>
			<td >Data Sciences International, United States</td>
			<td ></td>
			<td>data aquisition software</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >DSI Ponemah</td>
			<td >Data Sciences International, United States</td>
			<td ></td>
			<td>data aquisition software</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >DSI PhysioTel HDX-11 for mice</td>
			<td >Data Sciences International, United States</td>
			<td ></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >DSI PhysioTel receivers RPC1</td>
			<td >Data Sciences International, United States</td>
			<td ></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >ecgAUTO v3.3.5.11</td>
			<td >EMKA Technologies</td>
			<td ></td>
			<td>ECG and BP analysis software</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Microsoft Excel</td>
			<td >Microsoft Corporation, United States</td>
			<td ></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

implantation of combined telemetric ecg and blood pressure transmitters to determine spontaneous baroreflex sensitivity in conscious mice

Blutdruck (BP) und Herzfrequenz (HR) werden beide vom autonomen Nervensystem (ANS) gesteuert und sind durch Reflexmechanismen eng miteinander verflochten. Der Baroreflex ist ein wichtiger homöostatischer Mechanismus, um akuten, kurzfristigen Veränderungen des arteriellen Blutdrucks entgegenzuwirken und den Blutdruck in einem relativ engen physiologischen Bereich zu halten. Der Blutdruck wird von Barorezeptoren wahrgenommen, die sich im Aortenbogen und im Sinus carotis befinden. Wenn sich der Blutdruck ändert, werden Signale an das zentrale Nervensystem weitergeleitet und dann an die parasympathischen und sympathischen Zweige des vegetativen Nervensystems weitergeleitet, um die Herzfrequenz anzupassen. Ein Anstieg des Blutdrucks führt zu einer reflexartigen Abnahme der Herzfrequenz, ein Abfall des Blutdrucks führt zu einer reflexartigen Erhöhung der Herzfrequenz.
Die Baroreflex-Sensitivität (BRS) ist der quantitative Zusammenhang zwischen Veränderungen des arteriellen Blutdrucks und entsprechenden Veränderungen der Herzfrequenz. Herz-Kreislauf-Erkrankungen sind häufig mit einer Beeinträchtigung der Baroreflexfunktion verbunden. In verschiedenen Studien wurde über eine reduzierte BRS berichtet, z. B. bei Herzinsuffizienz, Myokardinfarkt oder koronarer Herzkrankheit. 
Die Bestimmung des BRS erfordert Informationen sowohl von BP als auch von HR, die gleichzeitig mit telemetrischen Geräten aufgezeichnet werden können. Der chirurgische Eingriff wird beschrieben, beginnend mit dem Einführen des Drucksensors in die linke Halsschlagader und der Positionierung seiner Spitze im Aortenbogen zur Überwachung des arteriellen Drucks, gefolgt von der subkutanen Platzierung des Transmitters und der EKG-Elektroden. Wir beschreiben auch die postoperative Intensivmedizin und das analgetische Management. Nach einer zweiwöchigen postoperativen Genesungsphase werden Langzeit-EKG- und Blutdruckmessungen bei bewussten und ungezügelten Mäusen durchgeführt. Abschließend werden Beispiele für qualitativ hochwertige Aufnahmen und die Analyse der spontanen Barorezeptorsensitivität mit der Sequenzmethode vorgestellt.

Positive Ergebnisse für EKG- und Blutdruck-Rohdaten Mit diesem Protokoll können qualitativ hochwertige EKG- und Blutdruckdaten erfasst werden (Abbildung 4 und Supplemental File 14), die nicht nur eine präzise BRS-Analyse, sondern auch die Analyse eines breiten Spektrums von EKG- oder BP-abgeleiteten Parametern ermöglichen, z. B. EKG-Intervalle (Abbildung 4B, oberes Bild), Blutdruckparameter (Abbildung 4B, unteres Bild), Herzfrequenz und Blutdruckvariabilität, Arrhythmie-Erkennung usw.12,13,14,15.
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62101/62101fig4v2.jpg"> Abbildung 4: Telemetrische EKG- und Blutdruckaufzeichnungen. (A) Repräsentativer, qualitativ hochwertiger EKG-Verlauf (oberes Bild) und entsprechende hochwertige Roh-Blutdruckaufzeichnungen (unteres Bild). (B) Vergrößerung der EKG-Kurven (oberes Feld). P-Welle, QRS-Komplex, T-Welle und RR-Intervall werden angezeigt. Vergrößerung der entsprechenden Blutdruckdaten (unterer Bereich). Diastolischer Blutdruck (DBP) und systolischer Blutdruck (SBP) sind indiziert. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62101/62101fig4v2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.</a>
Positive Ergebnisse für den circadianen Rhythmus Eine gesunde Maus, die sich ausreichend von der Operation erholt hat, zeigt einen physiologischen Anstieg der Aktivität, der Herzfrequenz und des Blutdrucks während der Aktivitätsphase (Dunkelphase) (Abbildung 5). Viele verschiedene Faktoren können diesen regelmäßigen circadianen Rhythmus stören. Dazu gehören psychische Belastungen, akustisches oder elektrisches Rauschen und Schmerzen. Zum Beispiel würde ein akuter Schmerzzustand unmittelbar nach der Operation zu einem Anstieg der Herzfrequenz bei gleichzeitiger Abnahme der Aktivität führen. Daher ist der circadiane Rhythmus ein wichtiger Indikator für die Gesundheit und das Wohlbefinden der Tiere und sollte vor der BRS-Analyse routinemäßig überprüft werden.
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62101/62101fig5v2.jpg"> Abbildung 5: Analyse von Langzeit-Telemetriemessungen zur Bestimmung von circadianen Rhythmusvariationen. Der zirkadiane Rhythmus von Herzfrequenz (A), Aktivität (B), systolischem Blutdruck (C) und diastolischem Blutdruck (D) wurde von 9 männlichen Wildtyp-C57BL/6J-Mäusen während 12-stündiger Hell- und Dunkelzyklen gemittelt. Graue Flächen stellen die Aktivitätsphase (Dunkelphase) und weiße Flächen die Ruhephase (Hellphase) der Tiere dar. Alle Parameter sind während der Aktivitätsphase (Dunkelphase) des Tieres physiologisch erhöht. Die Daten werden als Mittelwert +/- SEM dargestellt. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62101/62101fig5v2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
Positive Ergebnisse für BRS-Analyse Nach Durchführung der Analyse, wie im Protokollabschnitt 2.8 beschrieben, erkennt die Software Auf- bzw. Abwärtssequenzen. Die verwendete Methode wird als Sequenzmethode bezeichnet, da Änderungen der SBP- und RR-Intervalle während kurzer Sequenzen von drei oder mehr Schlägen mit einem spontanen Anstieg oder Abfall des SBP von Schlag zu Schlag untersucht werden (Abbildung 6). Eine kontinuierliche Erhöhung des SBP über drei Herzschläge führt zu einer reflexartigen Erhöhung der parasympathischen Aktivität und verlangsamt in der Folge die Herzfrequenz, was längeren RR-Intervallen entspricht. Die Latenz für die Reflex-HR-Adaption beträgt einen Schlag. Eine solche Sequenz ist in 6A dargestellt und als Aufwärtssequenz definiert. Im Gegensatz dazu wird eine kontinuierliche Abnahme des SBP über drei Schläge mit parallelem Anstieg der Herzfrequenz (Abnahme des RR-Intervalls) als Abwärtssequenz definiert (Abbildung 6B). Um die Korrelation zwischen RR und SBP auszuwerten, werden beide Parameter gegeneinander aufgetragen und die Steigung (ms/mmHg) der linearen Regressionsgeraden für jede Sequenz berechnet (Abbildung 6A,B, untere Tafeln). Nach der Sortierung nach Auf- und Abwärtssequenzen kann die durchschnittliche Anzahl der Sequenzen pro 1000 Schläge (Abbildung 6C) und die durchschnittliche Verstärkung der spontanen BRS für Auf- bzw. Abwärtssequenzen berechnet werden (Abbildung 6D,E). Die Verstärkung der spontanen BRS spiegelt sich in der Steigung der linearen Regressionsgeraden wider, die aus der RR/SBP-Beziehung berechnet wird. Die Abweichung von normalen BRS-Werten kann verschiedene Ursachen haben. Dazu gehören Veränderungen des ANS-Inputs oder Veränderungen in der Reaktionsfähigkeit des Sinusknotens auf den Input des autonomen Nervensystems. In Abbildung 6 ist ein erhöhtes BRS in einem Mausmodell für das Sick-Sinus-Syndrom (SSS) mit übertriebener Reaktionsfähigkeit des Sinusknotens auf vagalen Input dargestellt11.
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62101/62101fig6v2.jpg"> Abbildung 6: Schätzung der BRS mit der Sequenzmethode. (A) Repräsentative Blutdruckspur einer Wildtyp-C57BL/6J-Maus während einer Aufwärtssequenz von drei aufeinanderfolgenden Schlägen (oberes Bild), verbunden mit einer parallelen Zunahme des RR-Intervalls (mittleres Bild), was einer Abnahme der Herzfrequenz entspricht. Die RR-Intervalle wurden gegen den SBP (unteres Bild) aufgetragen. Die Steigung der Regressionsgeraden (rote Linie) für die im oberen und mittleren Bild dargestellte Aufwärtssequenz (WT, schwarze Kreise) betrug 4,10 ms/mmHg. Eine repräsentative RR/SBP-Beziehung des Sick-Sinus-Syndrom-Mausmodells ergab eine erhöhte Steigung von 6,49 ms/mmHg, was auf ein erhöhtes BRS (SSS, graue Kreise) hinweist. (B) Repräsentative Abwärtssequenz einer Wildtyp-Maus mit einem Abfall des SBP (oberes Bild) und einer anschließenden Abnahme des RR-Intervalls (mittleres Bild), was zu einer BRS-Steigung von 4,51 ms/mmHg führt (unteres Bild; WT, schwarze Kreise). Eine repräsentative RR/SBP-Beziehung des Sick-Sinus-Syndrom-Mausmodells (SSS, graue Kreise) mit einer Steigung von 7,10 ms/mmHg. Die Ausrichtung der roten Pfeilspitzen zeigt die Richtung der Sequenzen an (Aufwärts- oder Abwärtsfolge). (C) Gesamtzahl der Sequenzen pro 1000 Schläge für WT- und SSS-Mäuse. (D) Mittlere Steigung der RR/SBP-Beziehung für Aufwärtssequenzen für WT- und SSS-Mäuse. (E) Mittlere Steigung der RR/SBP-Beziehung für Down-Sequenzen für WT- und SSS-Mäuse. Die Statistik in (C-E) wurde anhand der Ergebnisse von sechs männlichen WT-Tieren und acht männlichen Tieren des Sick-Sinus-Syndrom-Mausmodells durchgeführt. Boxplots zeigen den Median, die Gültigkeitsdauer von 25/75 und den Min/Max-Wert. Offene Symbole stellen den Mittelwert dar. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62101/62101fig6v2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.</a>
Negatives Ergebnis für Rohdatenqualität Insbesondere in Phasen höherer Aktivität kann die Signalqualität abnehmen (Abbildung 7 und Supplemental Files 15,16). Dies kann durch eine vorübergehende Verschiebung oder eine falsche Position des Blutdruckkatheters oder der EKG-Elektroden oder beider aufgrund einer Bewegung des Tieres verursacht werden. Außerdem kann die Aktivität der Skelettmuskulatur über die EKG-Ableitungen erkannt werden und Rauschen induzieren (Abbildung 7B, oberes Bild). Mit den oben beschriebenen Softwareeinstellungen werden diese qualitativ minderwertigen Beats nicht erkannt und daher von der Analyse ausgeschlossen. Dennoch ist eine manuelle Inspektion der analysierten Rohdaten zwingend erforderlich.
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62101/62101fig7v2.jpg"> Abbildung 7: Beispiele für Rohsignale von geringer Qualität. (A) Das EKG-Signal (oberes Bild) wird mit guter Qualität erkannt, aber die Qualität des Blutdrucksignals (unteres Bild) ist niedrig. (B) Die Qualitäten des EKG-Signals (oberes Bild) und des Blutdrucksignals (unteres Bild) sind nicht ausreichend. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62101/62101fig7v2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.</a>
Negative Ergebnisse für BRS-Analyse Die im Protokollabschnitt 2.8.3 aufgeführten BRS-Analyseeinstellungen sind im Allgemeinen für die schnelle und korrekte Erkennung von Auf- und Abwärtssequenzen unerlässlich. Der minimale Korrelationskoeffizient für die Regressionslinie wird auf 0,75 festgelegt. Eine zu niedrige Einstellung der Werte für den minimalen Korrelationskoeffizienten führt zu falschen Erkennungen von Sequenzen, die keine Baroreflexaktivität widerspiegeln, sondern eher aus arrhythmischen Schlägen resultieren (Abbildung 8). Für die BRS-Analyse müssen nur Episoden mit stabilem Sinusrhythmus analysiert werden. Eileiterische Schläge oder andere arrhythmische Ereignisse, z. B. Sinuspausen, können mit der HRV-Option der EKG- und Blutdruckanalyse-Software gefunden werden und müssen ungültig gemacht werden.
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62101/62101fig8v2.jpg"> Abbildung 8: Sequenzen, die nicht die Baroreflexaktivität widerspiegeln . (A) EKG-Verlauf einer Maus mit leichter Sinusdysrhythmie. (B) BP-Aufzeichnung, die einen spontanen Anstieg des SBP zeigt. (C) Entsprechende RR-Intervalle deuten auf eine Abnahme der HR bei Anstieg des Blutdrucks hin. (D) Diagramm des SBP und der entsprechenden RR-Intervalle. Der niedrige Korrelationskoeffizient der Regressionsgeraden deutet darauf hin, dass die HR-Reduktion nicht durch die Aktivität des Baroreflexes, sondern durch eine Sinusdysrhythmie verursacht wurde. (E) Rohe EKG-Kurve, die eine Sinuspause darstellt. (F) Entsprechendes Roh-BP-Signal. Die Sinuspause führt zu einem Abfall des diastolischen Blutdrucks. Der systolische Blutdruck des nachfolgenden Schlages wird nahezu nicht beeinflusst. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62101/62101fig8v2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.</a>
Ergänzungsdatei 1: Operationsprotokoll. Vorlage zur Dokumentation des chirurgischen Eingriffs und der Nachsorge. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62101/SupplementalFile1.pdf" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>
Ergänzende Datei 2: Konvertieren von Dataquest A.R.T.-Daten in IOX-Daten für die Analyse in der ecgAUTO-Software. Wählen Sie Tiere in der Probandenliste (links) und Druck und EKG in der Wellenformliste (rechts) aus. Drücken Sie OK, um Daten zu konvertieren. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62101/SupplementalFile2.pdf" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>
Ergänzende Datei 3: EKG-Einstellungen für die BRS-Analyse. Stellen Sie die Parameter wie aufgeführt ein, drücken Sie OK und übernehmen Sie die Konfiguration. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62101/SupplementalFile3.pdf" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>
Ergänzungsdatei 4: BP-Einstellungen für die BRS-Analyse. Stellen Sie die Parameter wie aufgeführt ein, drücken Sie OK und übernehmen Sie die Konfiguration. Speichern Sie die Konfiguration als Konfigurationsdatei, um die Einstellungen einfach laden zu können. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62101/SupplementalFile4.pdf" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>
Ergänzende Datei 5: Parameter im Listen-/Nachdateifenster für "Abschnitte". Wählen Sie die zu exportierenden Abschnitte unter dem Abschnitt > txt-Header (ausgewählt) aus und klicken Sie auf Übernehmen!. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62101/SupplementalFile5.pdf" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>
Ergänzungsdatei 6: Parameter im Listen-/Nachdateifenster für "Schritte". Wählen Sie die zu exportierenden Schrittdaten unter den Schritten > txt-Header (ausgewählt) aus und klicken Sie auf Übernehmen!. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62101/SupplementalFile6.pdf" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>
Supplemental File 7: Parameter im Listen-/Nachdateifenster für "Beats". Wählen Sie die zu exportierenden Werte unter den Beats > txt-Header (ausgewählt) aus und klicken Sie auf Übernehmen!. Für die BRS-Analyse sind die angekreuzten Parameter notwendig. Beachten Sie die Reihenfolge der Auswahl, die durch die Zahlen angegeben wird. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62101/SupplementalFile7.pdf" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>
Ergänzende Datei 8: TemplateBRS-Tabellenkalkulationsdatei. Tabellenkalkulationsvorlage für die automatisierte Sortierung und Analyse von Auf- und Abwärtssequenzen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62101/TemplateBRS.xlsx" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>
Ergänzungsdatei 9: Kopieren relevanter Daten aus der Ergebnisdatei I. Kopieren Sie die Spalten (Druck)_BRS_deltaP, (Druck)_BRS_# und (Druck)_BRS_slope aus der Ergebnisdatei. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62101/SupplementalFile9.pdf" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>
Ergänzungsdatei 10: Tabellenkalkulationsvorlagendatei (TemplateBRS) zur Datensortierung und -analyse I. Fügen Sie die kopierten Daten in die entsprechenden Spalten der Tabelle "Aufwärtssequenzen" und "Abwärtssequenzen" in der TemplateBRS-Tabellenkalkulationsdatei ein. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62101/SupplementalFile10.pdf" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>
Ergänzungsdatei 11: Kopieren relevanter Daten aus der Ergebnisdatei II. Kopieren Sie die Spalte (Druck)_BRS_SBP aus der Ergebnisdatei. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62101/SupplementalFile11.pdf" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>
Supplemental File 12: Eine Tabellenkalkulationsvorlagendatei (TemplateBRS) für die Datensortierung und -analyse II. Fügen Sie die kopierten SBP-Daten in die Tabelle "Alle Sequenzen" in der TemplateBRS-Tabellenkalkulationsdatei ein, um die Gesamtzahl der Sequenzen zu berechnen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62101/SupplementalFile12.pdf" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>
Zusatzdatei 13: Filtern und Analysieren der Sequenzen. Öffnen Sie in der Tabelle "Aufwärtssequenzen" der Tabellenkalkulationsdatei TemplateBRS das Dropdown-Menü des Spaltenfilters (Druck)_BRS_# und drücken Sie OK , ohne die Parameter zu ändern. Dadurch werden die Daten automatisch sortiert und die Berechnungen für Sequenzen mit 3 Schlägen aktualisiert. Wiederholen Sie diesen Vorgang für die Tabelle "Down-Sequenzen". <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62101/SupplementalFile13.pdf" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>
Ergänzende Datei 14: Screenshot einer qualitativ hochwertigen Aufzeichnung, die mit einer EKG- und Blutdruckanalysesoftware erfasst wurde. Die obere Kurve (EKG) zeigt die Detektion jedes R-Peaks und die untere Kurve (BP) zeigt die Detektion jedes diastolischen Drucks (DP) und systolischen Drucks (SP) Peaks. Bereiche, die unter erfolgreich detektierten Peaks liegen, sind rot markiert. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62101/SupplementalFile14.pdf" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>
Supplemental File 15: Screenshot einer Blutdruckaufzeichnung von geringer Qualität, bei der Blutdruckparameter nur teilweise erkannt werden. Die obere Kurve (EKG) zeigt die Detektion jedes R-Peaks, aber die untere Kurve (BP) zeigt Lücken zwischen den detektierten BP-Peaks. Erkannte Spitzen des diastolischen Drucks (DP) und des systolischen Drucks (SP) sind mit roten Bereichen markiert. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62101/SupplementalFile15.pdf" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>
Ergänzende Datei 16: Screenshot einer EKG- und Blutdruckaufzeichnung von geringer Qualität, bei der EKG- und Blutdruckparameter nicht erkannt werden konnten. Die obere Kurve (EKG) zeigt einen Bereich (violetter Hintergrund), in dem keine EKG-Parameter detektiert werden konnten. Auch die Blutdruckdetektion (untere Kurve) schlug aufgrund der geringen Signalqualität fehl. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62101/SupplementalFile16.pdf" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>

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Implantation of Combined Telemetric ECG and Blood Pressure Transmitters to Determine Spontaneous Baroreflex Sensitivity in Conscious Mice

Der Baroreflex ist ein Mechanismus zur Regulierung der Herzfrequenz durch das autonome Nervensystem als Reaktion auf Blutdruckänderungen. Wir beschreiben eine Operationstechnik zur Implantation von Telemetriesendern zur kontinuierlichen und simultanen Messung von Elektrokardiogramm und Blutdruck bei Mäusen. Dadurch kann die spontane Baroreflexsensitivität bestimmt werden, ein wichtiger prognostischer Marker für Herz-Kreislauf-Erkrankungen.

Implantation von kombinierten telemetrischen EKG- und Blutdrucktransmittern zur Bestimmung der spontanen Baroreflexsensitivität bei bewussten Mäusen

Blood pressure (BP) and heart rate (HR) are both controlled by the autonomic nervous system (ANS) and are closely intertwined due to reflex mechanisms. ...

Die Baroreflexsensitivität beschreibt den Zusammenhang zwischen Veränderungen des arteriellen Blutdrucks und Reflexänderungen der Herzfrequenz. Wenn der Blutdruck steigt, sinkt die Herzfrequenz und umgekehrt. Die kombinierte telemetrische Elektrokardiogramm- und Blutdruckmessung bei bewussten Mäusen ermöglicht die Bestimmung der Baroreflexempfindlichkeit.Der Hauptvorteil dieser Technik gegenüber älteren Methoden zur Bestimmung der Baroreflexsensitivität besteht darin, dass sie den spontanen Reflex misst. Die Mäuse sind wach und müssen nicht gefesselt werden. Es sind keine invasiven Verfahren wie die Injektion von vasoaktiven Medikamenten erforderlich, um Blutdruckänderungen herbeizuführen.Der Baroreflex kann zur Risikostratifizierung von Patienten mit Herzerkrankungen wie arterieller Hypertonie, Myokardinfarkt und Herzinsuffizienz eingesetzt werden. Krankhafte Veränderungen der Baroreflexsensitivität sind mit einem erhöhten Risiko für kardiale Mortalität verbunden. Es ist daher ein wichtiger prognostischer Marker für Herz-Kreislauf-Erkrankungen.Die mikrochirurgischen Details wie die Punktion und Kanülierung der Halsschlagader sind die anspruchsvollsten Schritte des Protokolls. Es muss darauf geachtet werden, dass die Nähte ausreichend gespannt sind, um den Blutfluss vorübergehend zu stoppen und die Arterie für die Kanülierung leicht anzuheben. Beginnen Sie mit einem Trimmer, um den Operationsbereich einer anästhesierten Maus von unterhalb des Kinns in Richtung der transversalen Brustmuskeln zu rasieren.Nachdem Sie die Maus in Rückenlage positioniert haben, tragen Sie Augensalbe auf, um die Augen des Tieres während der Narkose zu schützen. Tragen Sie Enthaarungscreme auf den zuvor rasierten Operationsbereich auf. Entfernen Sie nach drei bis vier Minuten Haare und Enthaarungscreme mit einem Wattepad und warmem Wasser und achten Sie darauf, dass die Haut sauber und frei von Haar- oder Cremeresten ist, damit die Wunde während der Operation nicht kontaminiert wird.Machen Sie einen ein bis 1,5 Zentimeter langen geraden Schnitt durch die Haut des Halses, der direkt unter dem Kinn beginnt. Schaffen Sie einen subkutanen Raum auf beiden Seiten des Schnittes, indem Sie die Haut mit einer stumpfen Dissektionsschere vom darunter liegenden Bindegewebe trennen und dabei darauf achten, die Haut mit der Pinzette nicht zu stark einzuklemmen, da dies zu Nekrosen und zu einer Beeinträchtigung der Wundheilung nach der Operation führen kann. Trennen Sie die Ohrspeicheldrüse und die Unterkieferdrüsen mit Watteapplikatoren, um die Muskulatur über der Luftröhre freizulegen.Die linke Speicheldrüse wird mit einer gekrümmten Dissektionszange zurückgezogen, um die linke Halsschlagader zu identifizieren, die sich lateral der Luftröhre befindet. Präparieren Sie die Halsschlagader vorsichtig mit einer gekrümmten Pinzette vom angrenzenden Gewebe und achten Sie darauf, den Vagusnerv, der entlang des Gefäßes verläuft, nicht zu verletzen. Setzen Sie die stumpfe Dissektion fort, um die linke Halsschlagader auf eine Länge von etwa 10 Millimetern freizulegen und sie vollständig von der Gefäßfaszie und dem Vagusnerv zu trennen.Führen Sie eine nicht resorbierbare Fünf-mal-Null-Seidennaht unter den isolierten Teil der Halsschlagader, während Sie das Blutgefäß mit einer gebogenen Pinzette leicht anheben, um die Reibung zwischen den Nähten und der Halsschlagader zu verringern. Platzieren Sie die Naht kranial direkt proximal zur Bifurkation der Halsschlagader. Bilden Sie dann einen Knoten und binden Sie ihn, um das Gefäß dauerhaft zu ligieren.Befestigen Sie beide Enden der kranialen Okklusionsnaht mit chirurgischem Klebeband am Operationstisch. Führen Sie eine zweite Okklusionsnaht unter die Halsschlagader und platzieren Sie sie kaudal in einem Abstand von etwa fünf Millimetern zur Schädelnaht, wobei ein loser Knoten gebunden wird. Fixieren Sie beide Nahtenden mit chirurgischem Klebeband.Positionieren Sie eine dritte Naht zwischen der kranialen und der kaudalen Okklusionsnaht, um den Katheter an Ort und Stelle zu halten, während die Arterie kanüliert wird, und machen Sie einen lockeren Knoten. Ziehen Sie vorsichtig an der kaudalen Verschlussnaht und fixieren Sie sie mit Spannung, um den Blutfluss vorübergehend zu stoppen und die Arterie leicht anzuheben. Mit der gebogenen Nadel vorsichtig in die Arterie proximal der kranialen Okklusionsnaht einstechen.Während Sie die Halsschlagader mit der gebogenen Nadel leicht anheben, fassen Sie den Katheter mit einer Gefäßkanülenzange, führen Sie ihn in die kleine Punktion ein und lassen Sie ihn langsam in das Gefäß gleiten. Ziehen Sie gleichzeitig die gebogene Nadel vorsichtig zurück. Wenn der Katheter die kaudale Okklusionsnaht erreicht, ziehen Sie die sichere Naht leicht fest, um den Katheter an Ort und Stelle zu halten.Lösen Sie die kaudale Okklusionsnaht, so dass der Katheter weiter bewegt werden kann, bis seine Spitze im Aortenbogen positioniert ist. Sobald der Katheter richtig positioniert ist, befestigen Sie ihn mit allen drei Nähten und schneiden Sie die Enden so kurz wie möglich ab, ohne die Knoten zu fest zu ziehen. Bilden Sie vom Hals aus einen subkutanen Tunnel, der auf die linke Flanke des Tieres gerichtet ist, und formen Sie mit einer kleinen stumpfen Präparierschere einen kleinen Beutel.Spülen Sie den Tunnel mit einer Ein-Milliliter-Spritze, die mit warmer, steriler 0,9%iger Natriumchloridlösung gefüllt ist, und geben Sie etwa 300 Mikroliter der Lösung in den Beutel. Heben Sie die Haut vorsichtig mit einer stumpfen Pinzette an und führen Sie den Körper des Sendegeräts in den Beutel ein, wobei Sie darauf achten müssen, den Blutdruckkatheter nicht aus der Halsschlagader zu ziehen. Bilden Sie mit einer stumpfen Präparierschere einen dünnen Tunnel zum rechten Brustmuskel und führen Sie die negative Elektrode mit einer stumpfen Pinzette in den Tunnel ein.Fixieren Sie das terminale Ende der Elektrode mit einem Stich am Brustmuskel mit sechs mal null resorbierbarem Nahtmaterial. Bilden Sie eine Schlaufe in der positiven Elektrode, positionieren Sie ihre Spitze im linken Bereich der Schwanzrippe und sichern Sie ihre Position mit einer resorbierbaren Naht von sechs mal null. Schließen Sie die Haut mit einzelnen Knoten und verwenden Sie nicht resorbierbares Nahtmaterial.Tragen Sie zusätzlich eine kleine Menge Gewebekleber auf jeden Knoten auf, um zu verhindern, dass das Tier in die Naht beißt, und um eine Dehiszenz zu verhindern. Tragen Sie 10 % Povidon-Jod-Hydrogel auf die Wunde auf, um Wundinfektionen während der Genesungsphase zu verhindern. Zur vorbeugenden Schmerzlinderung wird Carprofen in 0,9%igem Natriumchlorid subkutan injiziert, während die Maus noch unter Narkose steht.Stellen Sie eine Hälfte des Käfigs für 12 Stunden nach der Operation auf eine Heizplattform mit einer Temperatur von 36 Grad Celsius und bringen Sie die Maus in den warmen Bereich, damit das Tier die Möglichkeit hat, im warmen Bereich zu bleiben oder im Wachzustand in den kühleren Teil des Käfigs zu wechseln. Untersuchen Sie nach der Datenerfassung Blutdruck- und EKG-Spuren und suchen Sie nach einer dreistündigen Sequenz mit geringer Aktivität. Um eine Baroreflex-Sensitivitäts- oder BRS-Analyse durchzuführen, öffnen Sie das BRS-Analysefenster.Überprüfen Sie manuell jede im Bedienfeld angezeigte Sequenz und schließen Sie ektopische Schläge, Sinuspausen, arrhythmische Ereignisse oder verrauschte Daten aus, um sie erfolgreich von der Analyse auszuschließen. Dieses Protokoll kann für eine präzise BRS-Analyse und eine breite Palette von EKG- oder BP-abgeleiteten Parametern wie EKG-Intervalle, Blutdruckvariabilität und Arrhythmie-Erkennungen verwendet werden. Eine gesunde Maus, die sich ausreichend von der Operation erholt hat, zeigt während der Dunkelphase einen physiologischen Anstieg der Aktivität, der Herzfrequenz und des Blutdrucks.Die Sequenzmethode wurde zur Bestimmung des BRS verwendet, wobei der systolische Blutdruck und die RR-Intervalle während kurzer Sequenzen von drei oder mehr Schlägen mit einem spontanen Anstieg oder Abfall des systolischen Blutdrucks auf Schlag-zu-Schlag-Basis untersucht wurden. Um die Korrelation zwischen RR und systolischem Blutdruck zu bewerten, wurden beide Parameter gegeneinander aufgetragen und die Steigung der linearen Regressionsgeraden für jede Sequenz berechnet. Die Gesamtzahl der Sequenzen pro 1.000 Schläge und die durchschnittliche Verstärkung der spontanen BRS, die sich in den Steigungen der linearen Regressionslinien widerspiegelt, die aus der RR nach systolischer Blutdruckrelation berechnet werden, sind Parameter von Interesse in der Analyse.In Phasen höherer Aktivität kann die Signalqualität abnehmen und Rauschen verursachen. Das Einstellen von zwei niedrigen Werten für den minimalen Korrelationskoeffizienten führt auch zu falschen Erkennungen von Sequenzen, die nicht die Baroreflexaktivität widerspiegeln, sondern von arrhythmischen Beads stammen. Für die Interpretation von Barorezeptor-Sensitivitätsdaten ist es wichtig, die funktionellen Ebenen zu berücksichtigen, die am Barorezeptorreflex beteiligt sind.Auf neuronaler Ebene können afferente, zentrale oder efferente Komponenten des Reflexes verändert sein. Auf kardiovaskulärer Ebene kann eine verminderte oder erhöhte Reaktionsfähigkeit des Sinusknotens zu Veränderungen der Barorezeptorsensitivität führen. Mit diesen Daten kann man nicht nur die Baroreflexsensitivität und die Funktion des kardialen Sinusknotens bestimmen, sondern auch eine Vielzahl von EKG- und Blutdruckparametern.Dazu gehören zum Beispiel der systolische und diastolische Blutdruck, EKG-Intervalle, Herzratenvariabilität oder Zikadenrhythmen.

Research

JoVE Journal

Medicine

Pressure Controlled Ventilation to Induce Acute Lung Injury in Mice

Pressure Controlled Ventilation zu Acute Lung Injury in Mäusen zu induzieren

Murine models are extensively used to investigate acute injuries of different organs systems (1-34). Acute lung injury (ALI), which occurs with prolonged ...

Forschung

Medizin

Hyperinsulinemic-euglycemic Clamps in Conscious, Unrestrained Mice

Hyperinsulinämische-euglykämische Schellen in dem Bewusstsein, Unrestrained Mäuse

Type 2 diabetes is characterized by a defect in insulin action. The hyperinsulinemic-euglycemic clamp, or insulin clamp, is widely considered the "gold ...

Implantation of Radiotelemetry Transmitters Yielding Data on ECG, Heart Rate, Core Body Temperature and Activity in Free-moving Laboratory Mice

Die Implantation von Radiotelemetrie Sender Nachgeben Daten über EKG, Herzfrequenz, Körpertemperatur und Aktivität in frei bewegliche Labormäusen

The laboratory mouse is the animal species of choice for most biomedical research, in both the academic sphere and the pharmaceutical industry. Mice are a ...

Femoral Arterial and Venous Catheterization for Blood Sampling, Drug Administration and Conscious Blood Pressure and Heart Rate Measurements

Femoral arterielle und venöse Katheterisierung zur Blutentnahme, Drug Administration und Conscious Blutdruck und Herzfrequenz-Messungen

In multiple fields of study, access to the circulatory system in laboratory studies is necessary. Pharmacological studies in rats using chronically ...

Orthotopic Implantation and Peripheral Immune Cell Monitoring in the II-45 Syngeneic Rat Mesothelioma Model

Orthotopen Implantation und der peripheren Immunzellenüberwachung in der II-45 Syngene Rat Mesotheliom Modell

The enormous upsurge of interest in immune-based treatments for cancer such as vaccines and immune checkpoint inhibitors, and increased understanding of ...

Long-term Blood Pressure Measurement in Freely Moving Mice Using Telemetry

Langzeit-Blutdruckmessung in sich frei bewegenden Mäuse Telemetrie

During the development of new vasoactive agents, arterial blood pressure monitoring is crucial for evaluating the efficacy of the new proposed drugs. ...

Novel Approach for Simultaneous Recording of Renal Sympathetic Nerve Activity and Blood Pressure with Intravenous Infusion in Conscious, Unrestrained Mice.

Neuer Ansatz zur gleichzeitigen Erfassung von renalen sympathischen Nerven-Aktivität und Blutdruck mit intravenösen Infusion in dem Bewusstsein, hemmungslose Mäuse.

Renal sympathetic nerves contribute significantly to both physiological and pathophysiological phenomena. Evaluating renal sympathetic nerve activity ...

Assessment of Respiratory Function in Conscious Mice by Double-chamber Plethysmography

Beurteilung der Atemfunktion in bewusste Mäuse durch Doppel-Kammer-Plethysmographie

Air volume changes created by a conscious subject breathing spontaneously within a body box are at the basis of plethysmography, a technique used to ...

Ultrasound Imaging of the Thoracic and Abdominal Aorta in Mice to Determine Aneurysm Dimensions

Ultraschall-Bildgebung der thorakalen und abdominalen Aorta bei Mäusen zu Aneurysma Abmessungen bestimmen

Contemporary high-resolution ultrasound instruments have sufficient resolution to facilitate the measurement of mouse aortas. These instruments have been ...

Implantation of an Isoproterenol Mini-Pump to Induce Heart Failure in Mice

Implantation einer Isoproterenol Mini-Pumpe zur Induzieren von Herzinsuffizienz bei Mäusen

Isoproterenol (ISO), is a non-selective beta-adrenergic agonist, that is used widely to induce cardiac injury in mice. While the acute model mimics ...