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

Эта работа была поддержана Немецким научно-исследовательским обществом [FE 1929/1-1 и WA 2597/3-1]. Мы благодарим Сандру Диршль за отличную техническую помощь и Джулию Риллинг за ветеринарную консультацию.

<ol>
	<li>Landgren, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+excitation+mechanism+of+the+carotid+baroceptors.">On the excitation mechanism of the carotid baroceptors.</a> Acta Physiologica Scandinavica. 26 (1), 1-34 (1952).</li><li>Heyman, C., Neil, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reflexogenic+areas+of+the+cardiovascular+system.">Reflexogenic areas of the cardiovascular system.</a> British Journal of Surgery. 46 (195), 92 (1958).</li><li>Lu, Y., 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=The+ion+channel+ASIC2+is+required+for+baroreceptor+and+autonomic+control+of+the+circulation.">The ion channel ASIC2 is required for baroreceptor and autonomic control of the circulation.</a> Neuron. 64 (6), 885-897 (2009).</li><li>Fadel, P. J., Raven, P. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+investigations+into+the+arterial+and+cardiopulmonary+baroreflexes+during+exercise.">Human investigations into the arterial and cardiopulmonary baroreflexes during exercise.</a> Experimental Physiology. 97 (1), 39-50 (2012).</li><li>Nagura, S., Sakagami, T., Kakiichi, A., Yoshimoto, M., Miki, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acute+shifts+in+baroreflex+control+of+renal+sympathetic+nerve+activity+induced+by+REM+sleep+and+grooming+in+rats.">Acute shifts in baroreflex control of renal sympathetic nerve activity induced by REM sleep and grooming in rats.</a> The Journal of Physiology. 558, 975-983 (2004).</li><li>Crandall, C. G., Cui, J., Wilson, T. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+heat+stress+on+baroreflex+function+in+humans.">Effects of heat stress on baroreflex function in humans.</a> Acta Physiologica Scandinavica. 177 (3), 321-328 (2003).</li><li>Crandall, M. E., Heesch, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Baroreflex+control+of+sympathetic+outflow+in+pregnant+rats:+effects+of+captopril.">Baroreflex control of sympathetic outflow in pregnant rats: effects of captopril.</a> The American Journal of Physiology. 258 (6), 1417-1423 (1990).</li><li>Mortara, A., 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=Arterial+baroreflex+modulation+of+heart+rate+in+chronic+heart+failure:+clinical+and+hemodynamic+correlates+and+prognostic+implications.">Arterial baroreflex modulation of heart rate in chronic heart failure: clinical and hemodynamic correlates and prognostic implications.</a> Circulation. 96 (10), 3450-3458 (1997).</li><li>La Rovere, M. T., Bigger, J. T., Marcus, F. I., Mortara, A., Schwartz, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Baroreflex+sensitivity+and+heart-rate+variability+in+prediction+of+total+cardiac+mortality+after+myocardial+infarction.+ATRAMI+(Autonomic+Tone+and+Reflexes+After+Myocardial+Infarction)+Investigators.">Baroreflex sensitivity and heart-rate variability in prediction of total cardiac mortality after myocardial infarction. ATRAMI (Autonomic Tone and Reflexes After Myocardial Infarction) Investigators.</a> Lancet. 351 (9101), 478-484 (1998).</li><li>Robinson, T. G., Dawson, S. L., Eames, P. J., Panerai, R. B., Potter, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiac+baroreceptor+sensitivity+predicts+long-term+outcome+after+acute+ischemic+stroke.">Cardiac baroreceptor sensitivity predicts long-term outcome after acute ischemic stroke.</a> Stroke. 34 (3), 705-712 (2003).</li><li>Fenske, 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=cAMP-dependent+regulation+of+HCN4+controls+the+tonic+entrainment+process+in+sinoatrial+node+pacemaker+cells.">cAMP-dependent regulation of HCN4 controls the tonic entrainment process in sinoatrial node pacemaker cells.</a> Nature Communications. 11 (1), 5555 (2020).</li><li>Fenske, 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=Comprehensive+multilevel+in+vivo+and+in+vitro+analysis+of+heart+rate+fluctuations+in+mice+by+ECG+telemetry+and+electrophysiology.">Comprehensive multilevel in vivo and in vitro analysis of heart rate fluctuations in mice by ECG telemetry and electrophysiology.</a> Nature Protocols. 11 (1), 61-86 (2016).</li><li>Thireau, J., Zhang, B. L., Poisson, D., Babuty, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heart+rate+variability+in+mice:+a+theoretical+and+practical+guide.">Heart rate variability in mice: a theoretical and practical guide.</a> Experimental Physiology. 93 (1), 83-94 (2008).</li><li>Cesarovic, N., Jirkof, P., Rettich, A., Arras, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Implantation+of+radiotelemetry+transmitters+yielding+data+on+ECG,+heart+rate,+core+body+temperature+and+activity+in+free-moving+laboratory+Mice.">Implantation of radiotelemetry transmitters yielding data on ECG, heart rate, core body temperature and activity in free-moving laboratory Mice.</a> Journal of Visualized Experiments. (57), e3260 (2011).</li><li>Alam, M. A., Parks, C., Mancarella, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=long-term+blood+pressure+measurement+in+freely+moving+mice+using+telemetry.">long-term blood pressure measurement in freely moving mice using telemetry.</a> Journal of Visualized Experiments. (111), e53991 (2016).</li><li>Optical and electrophysiological approaches to examine the role of cAMP-dependent regulation of the sinoatrial pacemaker channel HCN4. Dissertation, LMU Munich Available from: <a target="_blank" href="https://edoc.ub.uni-muenchen.de/24431/1/Brox_Verena.pdf">https://edoc.ub.uni-muenchen.de/24431/1/Brox_Verena.pdf</a> (2019)</li><li>Just, A., Faulhaber, J., Ehmke, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Autonomic+cardiovascular+control+in+conscious+mice.">Autonomic cardiovascular control in conscious mice.</a> American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 279 (6), 2214-2221 (2000).</li><li>Parati, G., Di Rienzo, M., Mancia, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+to+measure+baroreflex+sensitivity:+from+the+cardiovascular+laboratory+to+daily+life.">How to measure baroreflex sensitivity: from the cardiovascular laboratory to daily life.</a> Journal of Hypertension. 18 (1), 7-19 (2000).</li><li>Robbe, H. W., 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+baroreceptor+reflex+sensitivity+by+means+of+spectral+analysis.">Assessment of baroreceptor reflex sensitivity by means of spectral analysis.</a> Hypertension. 10 (5), 538-543 (1987).</li><li>Pinna, G. D., Maestri, R., Raczak, G., La Rovere, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+baroreflex+sensitivity+from+the+gain+function+between+arterial+pressure+and+heart+period.">Measuring baroreflex sensitivity from the gain function between arterial pressure and heart period.</a> Clinical Science. 103 (1), 81-88 (2002).</li><li>Pinna, G. D., Maestri, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+criteria+for+estimating+baroreflex+sensitivity+using+the+transfer+function+method.">New criteria for estimating baroreflex sensitivity using the transfer function method.</a> Medical and Biological Engineering and Computing. 40 (1), 79-84 (2002).</li><li>Laude, D., Baudrie, V., Elghozi, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applicability+of+recent+methods+used+to+estimate+spontaneous+baroreflex+sensitivity+to+resting+mice.">Applicability of recent methods used to estimate spontaneous baroreflex sensitivity to resting mice.</a> American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 294 (1), 142-150 (2008).</li><li>Ma, X., Abboud, F. M., Chapleau, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+afferent,+central,+and+efferent+components+of+the+baroreceptor+reflex+in+mice.">Analysis of afferent, central, and efferent components of the baroreceptor reflex in mice.</a> American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 283 (5), 1033-1040 (2002).</li><li>Fleming, 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=Impaired+Baroreflex+Function+in+Mice+Overexpressing+Alpha-Synuclein.">Impaired Baroreflex Function in Mice Overexpressing Alpha-Synuclein.</a> Frontiers in Neurology. 4 (103), (2013).</li></ol>

Никакой

Значимость метода по отношению к альтернативным методам В настоящей работе мы представляем подробный протокол количественной оценки спонтанных БРС с использованием метода последовательности. В этом подходе используются спонтанные изменения АД и рефлекторные изменения ЧСС, измеряемые с помощью телеметрии ЭКГ и АД. Преимущество этого метода заключается в том, что оба параметра могут быть зарегистрированы у сознательных, свободно движущихся, неограниченно удерживаемых животных, не беспокоя животных, войдя в комнату, где проводятся измерения, или даже путем физического взаимодействия, необходимого для инъекции наркотиков. Этот момент очень важен, поскольку было ясно показано, что такие нарушения серьезно мешают записи ЧСС и АД. Например, инъекция препаратов требует фиксации мышей, что вызывает максимальную стрессовую реакцию, повышающую ЧСС до 650-700 ударов в минуту. Чтобы обойти эти стрессовые реакции, BRS был ранее определен у анестезированных мышей. Однако стандартные анестетики, используемые в ветеринарии, такие как кетамин / ксилазин или изофлуран, вызывают брадикардию и влияют на вегетативные рефлекторные реакции, ограничивая достоверность этих подходов и интерпретацию результатов. Для частичного преодоления этих ограничений были использованы имплантируемые устройства доставки лекарств, т.е. осмотические насосы, которые могут высвобождать лекарства в брюшную полость. Однако с помощью осмотических насосов невозможно применять болюсную определенную дозу препарата, ограничивающую применение таких устройств. В качестве альтернативы можно использовать сложные инфузионные катетеры17 может быть имплантирован мышам для введения лекарств. Тем не менее, эти катетеры сложны в обращении и требуют хирургических навыков, сравнимых с теми, которые требуются для имплантации телеметрических устройств, в то же время давая меньший научный результат по сравнению с измерениями спонтанной БРС. Помимо технических проблем, связанных с измерением БРС с использованием инъекционных наркотиков, существуют некоторые ограничения, связанные с действием препарата как таковым. Традиционные подходы к определению BRS включают болюсные инъекции вазоактивных препаратов. Однако болюсные инъекции вазоконстрикторов (например, фенилэфрина) или вазодилататоров (например, нитропруссида натрия) считаются чрезмерным и нефизиологическим стимулом для рефлекторной адаптации ЧСС к изменениям АД18. Спонтанная активность барорецепторного рефлекса также может быть количественно определена с помощью спектральных методов. Один из этих методов оценивает БРС в частотной области путем расчета соотношения между изменениями ЧСС и изменениями артериального давления в определенной полосе частот18,19. Другие спектральные методы включают определение передаточной функции АД и ЧСС или количественную оценку когерентности между АД и ЧСС20,21. Эти методы также требуют телеметрического сбора спонтанных параметров АД и ЧСС, и, хотя они подходят для определения спонтанных БРС, они требуют интенсивных вычислительных инструментов и сложны в применении. Кроме того, все спектральные методы страдают ограничением, заключающимся в том, что нестационарные сигналы исключают применение спектральных методов. В частности, спектральные пики, индуцированные ритмами дыхания, могут быть уменьшены у пациентов-людей, попросив пациента прекратить дыхание, в то время как у мышей это, очевидно, невозможно. Поэтому отношение сигнал/шум у мышей часто бывает довольно низким. Учитывая ограничения рассмотренных выше методов, мы отдаем предпочтение методу последовательности определения BRS у мышей. Существенным преимуществом этого метода является тот факт, что он является неинвазивным методом, который позволяет получить данные о спонтанной БРС в реальных условиях22. Еще одним важным моментом является то, что продолжительность последовательностей, анализируемых с использованием метода последовательностей, довольно короткая, включая 3-5 ударов. Рефлекторная регуляция ЧСС блуждающим нервом происходит очень быстро и хорошо в рамках этих последовательностей. Таким образом, метод последовательности хорошо подходит для оценки вклада блуждающего нерва в BRS. Напротив, регуляция симпатической нервной системой происходит намного медленнее. Фактически, во время этих коротких последовательностей можно предположить, что активность симпатической нервной системы почти постоянна. Таким образом, метод настроен на селективное выявление рефлекторных изменений ЧСС, обусловленных активностью блуждающего нерва.
Интерпретация данных СТС Для интерпретации дисфункции БРС или данных БРС как таковых важно учитывать индивидуальные функциональные уровни, которые участвуют в барорецепторном рефлексе. На нейронном уровне могут быть затронуты афферентные, центральные или эфферентные компоненты рефлекса23. На сердечно-сосудистом уровне может присутствовать сниженная или преувеличенная реакция синоатриального узла на ввод ВНС11,24. Изменения на каждом уровне могут привести к изменениям в БРС. Для того, чтобы проанализировать, ответственны ли нейронные и/или сердечные механизмы за наблюдаемые изменения в BRS, можно использовать подходы к делеции сердечных или нейронных специфических генов, нокдауну или редактированию генов.
Критические шаги в протоколе Наиболее сложным и важным этапом в этом протоколе является препарирование и канюляция левой сонной артерии (этап 2.3). Натяжение шва каудальной окклюзии должно быть достаточно высоким, чтобы полностью остановить кровоток перед канюляцией. В противном случае даже небольшое подтекание крови во время канюляции может сильно ограничить видимость или даже вызвать у мыши смертельное кровотечение. Канюляция должна быть успешной с первой попытки. Тем не менее, при неудаче первой попытки все же можно осторожно повторить попытку канюляции.
Срединный разрез и подкожный туннель от шеи к левому боку (этап 2.3) должны быть достаточно большими, чтобы легко вводить трансмиттер без силы, но также должны быть как можно меньше, чтобы удерживать передатчик на месте. В противном случае нужно будет зафиксировать его в нужном положении с помощью шовного материала или тканевого клея. Поскольку у мышей очень нежная кожа, некроз кожи может произойти, если туннель для передатчика слишком мал.
Если электроды ЭКГ слишком длинные, чтобы поместиться в подкожный туннель (шаг 2.4), необходимо сформировать новый наконечник, укоротив электрод до нужной длины. Электрод должен лежать ровно на теле по всей длине провода. Слишком длинные электроды будут беспокоить животных, и они будут пытаться открыть рану, чтобы удалить передатчик, что приведет к риску раздражения тканей и расхождения раны. Слишком короткие провода, конечно, не могут быть расширены, и может случиться так, что в этом случае электроды не могут быть расположены таким образом, чтобы они соответствовали конфигурации Einthoven II. Поэтому мы рекомендуем определить оптимальную длину отведений ЭКГ на мертвой мыши того же пола, веса и генетического фона.
Мышам следует дать более длительное время восстановления после имплантации трансмиттера, если у них нет нормального циркадного ритма, и это не является фенотипом исследуемой линии мыши (шаг 2.7). Другой причиной нарушения циркадных ритмов может быть недостаточная акустическая изоляция животного помещения или персонала, входящего в помещение во время измерения.
Анализ данных ЭКГ, АД и БРС прост (шаг 2.8). Наиболее важным шагом является исключение из анализа данных эктопических ударов, синусовых пауз, аритмических эпизодов или участков с некачественными сигналами.

Артериальный барорецепторный рефлекс является основной системой контроля обратной связи у людей, которая обеспечивает краткосрочный и, возможно, более долгосрочный 1,2-й контроль артериального давления (АД). Этот рефлекс буферизует возмущения в АД, которые возникают в ответ на физиологические или экологические триггеры. Он обеспечивает быстрые рефлекторные изменения частоты сердечных сокращений, ударного объема и общего периферического артериального сопротивления. Рефлекс возникает в чувствительных нервных окончаниях в дуге аорты и каротидных пазухах. Эти нервные окончания составляют артериальные барорецепторы. Сомы нервных окончаний дуги аорты расположены в узловом ганглии, а нервные окончания каротидного синуса расположены в петрозальном ганглии. Рефлекс запускается повышением артериального давления, которое растягивает и активирует нервные окончания барорецепторов (рис. 1А). Активация приводит к залпам потенциала действия, которые передаются централизованно через афферентный аортальный депрессор и нервы сонного синуса к сердечно-сосудистым ядрам ствола мозга, таким как солитарное ядро и дорсальное ядро блуждающего нерва. Изменения активности афферентных нервов, в свою очередь, модулируют вегетативную эфферентную активность. Повышенная активность барорецепторных нервов снижает симпатическую и увеличивает активность парасимпатического нерва. Таким образом, последствиями активации барорецепторов являются снижение частоты сердечных сокращений, сердечного выброса и сосудистого сопротивления, которые вместе противодействуют и буферизуют повышение артериального давления3. Напротив, снижение активности барорецепторных нервов увеличивает симпатическую и уменьшает активность парасимпатического нерва, что увеличивает частоту сердечных сокращений, сердечный выброс и сосудистое сопротивление и, таким образом, противодействует снижению артериального давления.
Многочисленные исследования на людях и животных показали, что барорецепторный рефлекс может быть скорректирован при физиологических условиях, таких как физические упражнения4, сон5, тепловой стресс6 или беременность7. Кроме того, есть данные о том, что барорефлекс хронически нарушается при сердечно-сосудистых заболеваниях, таких как гипертония, сердечная недостаточность, инфаркт миокарда и инсульт. Фактически, барорефлексная дисфункция также используется в качестве прогностического маркера при некоторых сердечно-сосудистых заболеваниях 8,9,10. Кроме того, дисфункция барорефлекса также присутствует при расстройствах ВНС. Учитывая важность барорецепторного рефлекса для здоровья и болезненных состояний, оценка этого рефлекса in vivo является важным компонентом вегетативных и сердечно-сосудистых исследований с определенными серьезными клиническими последствиями.
Генетические линии мышей являются важными инструментами в сердечно-сосудистых исследованиях. Исследования in vivo таких линий мышей дают ценную информацию о физиологии сердечно-сосудистой системы и патофизиологии и во многих случаях служат доклиническими модельными системами для сердечно-сосудистых заболеваний. Здесь мы приводим протокол телеметрической записи ЭКГ и АД in vivo у сознательных, несдержанных, свободно передвигающихся мышей и описываем, как можно определить чувствительность барорефлекса по этим записям с помощью метода последовательности (рис. 1B). Применяемый метод называется секвенционным методом, т.к. ударно-тактные ряды систолического АД (САД) и интервалов ОР экранируются на наличие коротких последовательностей из трех и более ударов при спонтанном повышении или понижении САД с рефлекторной адаптацией ЧСС. Этот метод является золотым стандартом определения чувствительности барорефлекса, так как исследуются только спонтанные рефлекторные механизмы. Этот метод превосходит старые методы, которые включали инвазивные процедуры, такие как инъекции вазоактивных препаратов, чтобы вызвать изменения АД.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62101/62101fig1v2.jpg"> Рисунок 1: Схематическое изображение оценки чувствительности барорефлекса и барорефлекса с использованием метода последовательности . (А) Течение барорефлекса при резком повышении артериального давления. Кратковременное повышение АД ощущается барорецепторами, расположенными в дуге аорты и каротидном синусе. Эта информация передается в центральную нервную систему и вызывает снижение активности симпатического нерва параллельно с увеличением парасимпатической активности. Высвобождение ацетилхолина из нервных окончаний, расположенных в области синоатриального узла, вызывает снижение второго мессенджера цАМФ в клетках кардиостимулятора синоатриального узла и, следовательно, снижение частоты сердечных сокращений. Кратковременное снижение артериального давления имеет противоположный эффект. (B) Схематические трассировки АД во время последовательности вверх (верхняя левая панель) и вниз (верхняя правая панель) из трех последовательных ударов. Последовательность вверх связана с параллельным увеличением интервалов RR (нижняя левая панель), что эквивалентно снижению ЧСС. Последовательность снижения связана с параллельным уменьшением интервалов RR (нижняя правая панель), что эквивалентно увеличению ЧСС. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62101/62101fig1v2large.jpg" target="_blank">Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.</a>

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr >
			<td >Acepromazine maleate (Tranquisol KH) Solution Injectable 0.5 mg/mL</td>
			<td >CP-Pharma, Germany</td>
			<td >1229</td>
			<td >anesthesia</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >B.Braun Injekt-F 1 mL syringe</td>
			<td >Wolfram Droh GmbH, Germany</td>
			<td >9166017V</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Bepanthen eye and nose ointment</td>
			<td >Bayer AG, Germany</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Blunt dissecting scissors</td>
			<td >Fine Science Tools GmbH, Germany</td>
			<td >14078-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Carprofen (Carprosol) 50 mg/mL</td>
			<td >CP-Pharma, Germany</td>
			<td >115</td>
			<td>preemptive and post-operative pain relief</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Cutasept F skin desinfectant</td>
			<td >BODE Chemie GmbH, Germany</td>
			<td >9803650</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Cotton Tipped Applicator sterile</td>
			<td >Paul Boettger GmbH &#38; Co. KG, Germany</td>
			<td>09-119-9100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Forceps - Micro-Blunted Tips</td>
			<td >Fine Science Tools GmbH, Germany</td>
			<td >11253-25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Forceps - straight</td>
			<td >Fine Science Tools GmbH, Germany</td>
			<td >11008-13</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Gauze swabs with cut edges, 7.5x7.5 cm, cotton</td>
			<td >Paul Hartmann AG. Germany</td>
			<td >401723</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >HD&#8209;X11, Combined telemetric ECG and BP transmitters&#160;</td>
			<td >Data Sciences International, United States</td>
			<td ></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Homothermic blanket system with flexible probe</td>
			<td >Harvard Apparatus, United States</td>
			<td ></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Hot bead sterilizer</td>
			<td >Fine Science Tools GmbH, Germany</td>
			<td >18000-45</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Ketamine 10%</td>
			<td >Ecuphar GmbH, Germany</td>
			<td >799-760</td>
			<td>anesthesia</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Magnet</td>
			<td >Data Sciences International, United States</td>
			<td ></td>
			<td>transmitter turn on/off</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Needle holder, Olsen-Hegar with suture cutter</td>
			<td >Fine Science Tools GmbH, Germany</td>
			<td >12502-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Needle single use No. 17, 0.55 x 25 mm</td>
			<td >Henke-Sass Wolf GmbH, Germany</td>
			<td>4710005525</td>
			<td>24 G needle</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Needle single use No. 20, 0.40 x 20 mm</td>
			<td >Henke-Sass Wolf GmbH, Germany</td>
			<td >4710004020</td>
			<td>27 G needle</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Needle-suture combination, sterile, absorbable (6-0 USP, metric 0.7, braided)</td>
			<td >Resorba Medical, Germany</td>
			<td >PA10273</td>
			<td>lead fixation</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Needle-suture combination, sterile, silk (5-0 USP, metric 1.5, braided)</td>
			<td >Resorba Medical, Germany</td>
			<td >4023</td>
			<td>skin closure</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >OPMI&#160;1FR&#160;pro,&#160;Dissecting&#160;microscope</td>
			<td >Zeiss, Germany</td>
			<td ></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Pilca depilatory mousse</td>
			<td >Werner Schmidt Pharma GmbH, Germany</td>
			<td>6943151</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >PVP-Iodine hydrogel 10%</td>
			<td >Ratiopharm, Germany</td>
			<td ></td>
			<td></td>
		</tr>
		<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

Артериальное давление (АД) и частота сердечных сокращений (ЧСС) контролируются вегетативной нервной системой (ВНС) и тесно переплетены из-за рефлекторных механизмов. Барорефлекс является ключевым гомеостатическим механизмом противодействия острым, кратковременным изменениям артериального АД и поддержания АД в относительно узком физиологическом диапазоне. АД ощущается барорецепторами, расположенными в дуге аорты и каротидном синусе. При изменении АД сигналы передаются в центральную нервную систему, а затем передаются парасимпатической и симпатической ветвям вегетативной нервной системы для корректировки ЧСС. Повышение АД вызывает рефлекторное снижение ЧСС, падение АД вызывает рефлекторное повышение ЧСС.
Барорефлексная чувствительность (БРС) – это количественная взаимосвязь между изменениями артериального АД и соответствующими изменениями ЧСС. Сердечно-сосудистые заболевания часто связаны с нарушением барорефлексной функции. В различных исследованиях сообщалось о снижении BRS, например, при сердечной недостаточности, инфаркте миокарда или ишемической болезни сердца. 
Для определения БРС требуется информация как от АД, так и от ЧСС, которая может быть записана одновременно с помощью телеметрических устройств. Хирургическая процедура описывается, начиная с введения датчика давления в левую сонную артерию и позиционирования его кончика в дуге аорты для контроля артериального давления с последующим подкожным размещением электродов трансмиттера и ЭКГ. Мы также описываем послеоперационную интенсивную терапию и обезболивание. После двухнедельного периода послеоперационного восстановления у мышей, находящихся в сознании и без ограничений, выполняются длительные записи ЭКГ и АД. Наконец, мы включили примеры высококачественных записей и анализ спонтанной чувствительности барорецепторов с использованием метода последовательности.

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

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

Барорефлекс - это механизм регуляции сердечного ритма вегетативной нервной системой в ответ на изменения артериального давления. Мы описываем хирургическую технику имплантации телеметрических передатчиков для непрерывного и одновременного измерения электрокардиограммы и артериального давления у мышей. Это может определить спонтанную чувствительность к барорефлексу, важный прогностический маркер сердечно-сосудистых заболеваний.

Имплантация комбинированных телеметрических трансмиттеров ЭКГ и артериального давления для определения спонтанной барорефлексной чувствительности у мышей в сознании

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

Барорефлексная чувствительность описывает взаимосвязь между изменениями артериального давления и рефлекторными изменениями частоты сердечных сокращений. При повышении артериального давления снижается частота сердечных сокращений и наоборот. Комбинированные телеметрические измерения электрокардиограммы и артериального давления у мышей в сознании позволяют определить чувствительность барорефлекса.Основное преимущество этого метода перед старыми методами определения чувствительности барорефлекса заключается в том, что он измеряет спонтанный рефлекс. Мыши бодрствуют, и их не нужно сдерживать. Никаких инвазивных процедур, таких как инъекционные вазоактивные препараты, чтобы вызвать изменения артериального давления, не требуется.Барорефлекс может быть использован для стратификации риска пациентов с сердечными заболеваниями, такими как артериальная гипертензия, инфаркт миокарда и сердечная недостаточность. Патологические изменения барорефлексной чувствительности связаны с повышенным риском сердечной смертности. Поэтому он является важным прогностическим маркером сердечно-сосудистых заболеваний.Микрохирургические детали, такие как прокол и канюляция сонной артерии, являются наиболее сложными этапами протокола. Необходимо позаботиться о том, чтобы швы были достаточно натянуты, чтобы временно остановить кровоток и слегка приподнять артерию для канюляции. Начните с использования триммера, чтобы побрить операционную область анестезированной мыши снизу подбородка по направлению к поперечным грудным мышцам.Расположив мышь в положении лежа на спине, нанесите глазную мазь для защиты глаз животного во время анестезии. Нанесите крем для депиляции на предварительно выбритую операционную область. Через три-четыре минуты удалите волосы и крем для депиляции с помощью ватного диска и теплой воды, убедившись, что кожа чистая и на ней нет остатков волос или крема, чтобы рана не была загрязнена во время операции.Сделайте прямой разрез по средней линии от одного до 1,5 сантиметра через кожу шеи, начиная непосредственно под подбородком. Создайте подкожное пространство с обеих сторон разреза, отделив кожу от подлежащей соединительной ткани тупыми ножницами для рассечения, стараясь не слишком сильно защемить кожу щипцами, что может вызвать некроз и привести к нарушению заживления ран после операции. Разделите околоушные и подчелюстные железы с помощью аппликаторов с ватными наконечниками, чтобы обнажить мускулатуру, покрывающую трахею.Втяните левую слюнную железу с помощью изогнутых щипцов для рассечения, чтобы определить левую сонную артерию, расположенную сбоку от трахеи. Аккуратно рассекайте сонную артерию от прилегающих тканей с помощью изогнутых щипцов, стараясь не травмировать блуждающий нерв, идущий вдоль сосуда. Продолжайте тупое рассечение, чтобы обнажить левую сонную артерию примерно до 10 миллиметров в длину и полностью отделить ее от сосудистой фасции и блуждающего нерва.Проведите нерассасывающийся шелковый шов пять на ноль под изолированной частью сонной артерии, слегка приподнимая кровеносный сосуд изогнутыми щипцами, чтобы уменьшить трение между швами и сонной артерией. Наложите шов краниально проксимально к раздвоению сонной артерии. Затем сформируйте узел и завяжите его, чтобы навсегда перевязать сосуд.Закрепите оба конца шва черепной окклюзии на операционном столе с помощью хирургической ленты. Проведите второй окклюзионный шов под сонной артерией и поместите его каудально на расстоянии примерно пяти миллиметров до черепного шва, завязав свободный узел. Зафиксируйте оба конца шва хирургическим пластырем.Установите третий шов между черепным и каудальным швом окклюзии, чтобы удержать катетер на месте во время канюляции артерии и сделать свободный узел. Аккуратно потяните за каудальный шов и зафиксируйте его натяжением, чтобы временно остановить кровоток и слегка приподнять артерию. Осторожно проникают в артерию проксимальнее черепной окклюзии с помощью согнутой иглы.Слегка приподнимая сонную артерию согнутой иглой, захватите катетер щипцами для канюляции сосудов, введите его в небольшой прокол и дайте ему медленно скользить в сосуд. Одновременно аккуратно оттяните согнутую иглу. Когда катетер достигнет каудального шва окклюзии, слегка затяните надежный шов, чтобы удержать катетер на месте.Ослабьте каудальный шов окклюзии, чтобы катетер можно было перемещать до тех пор, пока его кончик не будет расположен в дуге аорты. После правильного расположения закрепите катетер всеми тремя швами и обрежьте концы как можно короче, не затягивая узлы слишком туго. Сформируйте подкожный туннель от шеи, направленный в сторону левого бока животного, и сформируйте небольшой мешочек с помощью небольших тупых рассекающих ножниц.Оросите туннель шприцем объемом один миллилитр, наполненным теплым стерильным 0,9% раствором хлорида натрия, и введите в мешочек примерно 300 микролитров раствора. Осторожно приподнимите кожу тупыми щипцами и введите корпус передающего устройства в мешочек, стараясь не вытащить катетер артериального давления из сонной артерии. Сформируйте тонкий туннель к правой грудной мышце тупыми рассекающими ножницами и поместите отрицательный провод в туннель с помощью тупых щипцов.Зафиксируйте концевой конец провода швом на грудной мышце, используя рассасывающийся шовный материал шесть на ноль. Сформируйте петлю в положительном отведении, расположите ее кончик в левой каудальной области ребра и закрепите ее положение с помощью рассасывающегося шва шесть на ноль. Закройте кожу одиночными узлами, используя нерассасывающийся шовный материал пять на ноль.Кроме того, нанесите небольшое количество тканевого клея на каждый узел, чтобы животное не перекусило шов и предотвратило расхождение. Нанесите 10%-ный гидрогель повидон-йода на рану, чтобы предотвратить раневую инфекцию на этапе восстановления. Для упреждающего обезболивания вводите карпрофен в 0,9% хлорида натрия подкожно, пока мышь все еще находится под наркозом.Поместите половину клетки на нагревательную платформу, установленную на 36 градусов по Цельсию, в течение 12 часов после операции и перенесите мышь в теплое место, чтобы у животного была возможность оставаться в теплой зоне или перемещаться в более холодную часть клетки во время бодрствования. После сбора данных проверьте следы артериального давления и ЭКГ и проверьте трехчасовую последовательность низкой активности. Чтобы выполнить анализ чувствительности барорефлекса или BRS, откройте панель анализа BRS.Вручную проверяйте каждую последовательность, отображаемую на панели, и исключите эктопические удары, синусовые паузы, аритмические события или зашумленные данные, чтобы успешно исключить их из анализа. Этот протокол можно использовать для точного анализа BRS и широкого спектра параметров, полученных из ЭКГ или АД, таких как интервалы ЭКГ, вариабельность АД и обнаружение аритмии. Здоровая мышь, которая достаточно оправилась от операции, показывает физиологическое увеличение активности, частоты сердечных сокращений и АД во время темной фазы.Метод последовательности был использован для определения BRS, где систолическое артериальное давление и интервалы RR были исследованы на основе удара к удару во время коротких последовательностей из трех или более ударов со спонтанным повышением или падением систолического артериального давления. Чтобы оценить корреляцию между ОР и систолическим артериальным давлением, оба параметра были построены относительно друг друга и для каждой последовательности был рассчитан наклон линии линейной регрессии. Общее количество последовательностей на 1 000 ударов и средний прирост спонтанной БРС, отраженный наклонами линий линейной регрессии, рассчитанными от ОР по систолическому соотношению артериального давления, являются параметрами, представляющими интерес для анализа.Во время фаз более высокой активности качество сигнала может снижаться и вызывать шум. Установка двух низких значений минимального коэффициента корреляции также приводит к ложным обнаружениям последовательностей, которые не отражают барорефлексную активность, а являются результатом аритмических шариков. Для интерпретации данных о чувствительности барорецепторов важно учитывать функциональные уровни, участвующие в рефлексе барорецепторов.На нейронном уровне могут быть изменены афферентные, центральные или эфферентные компоненты рефлекса. На сердечно-сосудистом уровне сниженная или повышенная чувствительность синусового узла может вызвать изменения чувствительности барорецепторов. С помощью этих данных можно определить не только чувствительность барорефлекса и функцию синоатриального узла сердца, но и широкий спектр параметров ЭКГ и артериального давления.К ним относятся, например, систолическое и диастолическое артериальное давление, интервалы ЭКГ, вариабельность сердечного ритма или ритмы цикад.

Research

JoVE Journal

Medicine

Pressure Controlled Ventilation to Induce Acute Lung Injury in Mice

Давление контролируемой вентиляции, чтобы вызвать острого повреждения легких у мышей

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

Hyperinsulinemic-euglycemic Clamps in Conscious, Unrestrained Mice

Hyperinsulinemic-euglycemic Зажимы в сознании, Безудержная Мыши

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

Имплантация радиотелеметрии Передатчики Уступая данных на ЭКГ, частоты пульса, температуры тела и деятельности в свободных движущихся лабораторных мышей

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

Бедренная артериального и венозного Катетеризация для забора крови, медикаментов и сознавая, кровяное давление и измерения пульса

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

Ортотопическая Имплантация и периферической иммунной Мониторинг сотовый в модели II-45 Сингенная Крыса мезотелиомы

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

Долгосрочный Измерение артериального давления у свободно передвигающихся мышей с использованием Телеметрия

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.

Новаторский подход для одновременной записи активности почечной симпатических нервов и кровяного давления с помощью внутривенного вливания в сознании, безудержной мышей.

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

Оценка функции внешнего дыхания в сознательных мышей, двухкамерный плетизмографии

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

УЗИ в мышей, чтобы определить размеры аневризмы грудной и брюшной аорты

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

Имплантация изопротеренола Мини-насоса, чтобы вызвать сердечную недостаточность у мышей

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