Name: mechanical control of relaxation using intact cardiac trabeculae
Uploaded: 2023-02-17T13:35:00
Duration: 7 min 51 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Mechanical Control of Relaxation Using Intact Cardiac Trabeculae at JoVE.com

يتم دعم هذا العمل من قبل المعاهد الوطنية للصحة (1R01HL151738) وجمعية القلب الأمريكية (18TPA34170169).

<ol>
	<li>Iribe, G., Helmes, M., Kohl, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Force-length+relations+in+isolated+intact+cardiomyocytes+subjected+to+dynamic+changes+in+mechanical+load.">Force-length relations in isolated intact cardiomyocytes subjected to dynamic changes in mechanical load.</a> American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 292 (3), 1487-1497 (2007).</li><li>Dowrick, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Work-loop+contractions+reveal+that+the+afterload-dependent+time+course+of+cardiac+Ca(2+)+transients+is+modulated+by+preload.">Work-loop contractions reveal that the afterload-dependent time course of cardiac Ca(2+) transients is modulated by preload.</a> Journal of Applied Physiology. 133 (3), 663-675 (2022).</li><li>ter Keurs, H. E., Rijnsburger, W. H., van Heuningen, R., Nagelsmit, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tension+development+and+sarcomere+length+in+rat+cardiac+trabeculae.+Evidence+of+length-dependent+activation.">Tension development and sarcomere length in rat cardiac trabeculae. Evidence of length-dependent activation.</a> Circulation Research. 46 (5), 703-714 (1980).</li><li>Sonnenblick, E. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Force-velocity+relations+in+mammalian+heart+muscle.">Force-velocity relations in mammalian heart muscle.</a> The American Journal of Physiology. 202, 931-939 (1962).</li><li>Brutsaert, D. L., Rademakers, F. E., Sys, S. U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Triple+control+of+relaxation:+implications+in+cardiac+disease.">Triple control of relaxation: implications in cardiac disease.</a> Circulation. 69 (1), 190-196 (1984).</li><li>Taberner, A. J., Han, J. C., Loiselle, D. S., Nielsen, P. M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+innovative+work-loop+calorimeter+for+in+vitro+measurement+of+the+mechanics+and+energetics+of+working+cardiac+trabeculae.">An innovative work-loop calorimeter for in vitro measurement of the mechanics and energetics of working cardiac trabeculae.</a> Journal of Applied Physiology. 111 (6), 1798-1803 (2011).</li><li>De Tombe, P. P., Little, W. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inotropic+effects+of+ejection+are+myocardial+properties.">Inotropic effects of ejection are myocardial properties.</a> Am J Physiol. 266, 1202-1213 (1994).</li><li>Chung, C. S., Hoopes, C. W., Campbell, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Myocardial+relaxation+is+accelerated+by+fast+stretch,+not+reduced+afterload.">Myocardial relaxation is accelerated by fast stretch, not reduced afterload.</a> Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 103, 65-73 (2017).</li><li>Schick, B. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reduced+preload+increases+Mechanical+Control+(strain-rate+dependence)+of+Relaxation+by+modifying+myosin+kinetics.">Reduced preload increases Mechanical Control (strain-rate dependence) of Relaxation by modifying myosin kinetics.</a> Archives of Biochemistry and Biophysics. 707, 108909 (2021).</li><li>Parikh, S. S., Zou, S. Z., Tung, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contraction+and+relaxation+of+isolated+cardiac+myocytes+of+the+frog+under+varying+mechanical+loads.">Contraction and relaxation of isolated cardiac myocytes of the frog under varying mechanical loads.</a> Circulation Research. 72 (2), 297-311 (1993).</li><li>Dowrick, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+brightfield,+fluorescence,+and+optical+coherence+tomographic+imaging+of+contracting+cardiac+trabeculae+ex+vivo.">Simultaneous brightfield, fluorescence, and optical coherence tomographic imaging of contracting cardiac trabeculae ex vivo.</a> Journal of Visualized Experiments. (176), e62799 (2021).</li><li>Wiggers, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Studies+on+the+consecutive+phases+of+the+cardiac+cycle+I.+The+duration+of+the+consecutive+phases+of+the+cardiac+cycle+and+the+criteria+for+their+precise+determination.">Studies on the consecutive phases of the cardiac cycle I. The duration of the consecutive phases of the cardiac cycle and the criteria for their precise determination.</a> American Journal of Physiology-Legacy Content. 56 (3), 415-438 (1921).</li><li>Rosen, B. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Late+systolic+onset+of+regional+LV+relaxation+demonstrated+in+three-dimensional+space+by+MRI+tissue+tagging.">Late systolic onset of regional LV relaxation demonstrated in three-dimensional space by MRI tissue tagging.</a> American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 287 (4), 1740-1746 (2004).</li><li>Saito, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+differences+in+left+ventricular+torsional+behavior+between+patients+with+hypertrophic+cardiomyopathy+and+hypertensive+heart+disease.">The differences in left ventricular torsional behavior between patients with hypertrophic cardiomyopathy and hypertensive heart disease.</a> International Journal of Cardiology. 150 (3), 301-306 (2011).</li><li>Monasky, M. M., Biesiadecki, B. J., Janssen, P. M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increased+phosphorylation+of+tropomyosin,+troponin+I,+and+myosin+light+chain-2+after+stretch+in+rabbit+ventricular+myocardium+under+physiological+conditions.">Increased phosphorylation of tropomyosin, troponin I, and myosin light chain-2 after stretch in rabbit ventricular myocardium under physiological conditions.</a> Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 48 (5), 1023-1028 (2010).</li><li>Raff, G. L., Glantz, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Volume+loading+slows+left+ventricular+isovolumic+relaxation+rate.+Evidence+of+load-dependent+relaxation+in+the+intact+dog+heart.">Volume loading slows left ventricular isovolumic relaxation rate. Evidence of load-dependent relaxation in the intact dog heart.</a> Circulation Research. 48, 813-824 (1981).</li><li>Matsubara, H., Takaki, M., Yasuhara, S., Araki, J., Suga, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Logistic+time+constant+of+isovolumic+relaxation+pressure-time+curve+in+the+canine+left+ventricle.+Better+alternative+to+exponential+time+constant.">Logistic time constant of isovolumic relaxation pressure-time curve in the canine left ventricle. Better alternative to exponential time constant.</a> Circulation. 92 (8), 2318-2326 (1995).</li><li>Chung, C. S., Kovacs, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physical+determinants+of+left+ventricular+isovolumic+pressure+decline:+model+prediction+with+in+vivo+validation.">Physical determinants of left ventricular isovolumic pressure decline: model prediction with in vivo validation.</a> American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 294 (4), 1589-1596 (2008).</li><li>Campbell, K. B., Kirkpatrick, R. D., Tobias, A. H., Taheri, H., Shroff, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Series+coupled+non-contractile+elements+are+functionally+unimportant+in+the+isolated+heart.">Series coupled non-contractile elements are functionally unimportant in the isolated heart.</a> Cardiovascular Research. 28 (2), 242-251 (1994).</li><li>Raman, S., Kelley, M. A., Janssen, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+muscle+dimensions+on+trabecular+contractile+performance+under+physiological+conditions.">Effect of muscle dimensions on trabecular contractile performance under physiological conditions.</a> Pflugers Archiv: European Journal of Physiology. 451 (5), 625-630 (2006).</li><li>Czeiszperger, T. L., Wang, M. P., Chung, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Membrane+stabilizer+Poloxamer+188+improves+yield+of+primary+isolated+rat+cardiomyocytes+without+impairing+function.">Membrane stabilizer Poloxamer 188 improves yield of primary isolated rat cardiomyocytes without impairing function.</a> Physiol Rep. 8 (4), 14382 (2020).</li><li>Louch, W. E., Sheehan, K. A., Wolska, B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methods+in+cardiomyocyte+isolation,+culture,+and+gene+transfer.">Methods in cardiomyocyte isolation, culture, and gene transfer.</a> Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 51 (3), 288-298 (2011).</li><li>Loiselle, D. S., Johnston, C. M., Han, J. C., Nielsen, P. M. F., Taberner, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Muscle+heat:+a+window+into+the+thermodynamics+of+a+molecular+machine.">Muscle heat: a window into the thermodynamics of a molecular machine.</a> American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 310 (3), 311-325 (2016).</li><li>de Tombe, P. P., ter Keurs, H. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Force+and+velocity+of+sarcomere+shortening+in+trabeculae+from+rat+heart.+Effects+of+temperature.">Force and velocity of sarcomere shortening in trabeculae from rat heart. Effects of temperature.</a> Circulation Research. 66 (5), 1239-1254 (1990).</li><li>Palmer, B. M., Bell, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparing+excitable+cardiac+papillary+muscle+and+cardiac+slices+for+functional+analyses.">Preparing excitable cardiac papillary muscle and cardiac slices for functional analyses.</a> Frontiers in Physiology. 13, 817205 (2022).</li><li>Brunello, E., 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=Myosin+filament-based+regulation+of+the+dynamics+of+contraction+in+heart+muscle.">Myosin filament-based regulation of the dynamics of contraction in heart muscle.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 117 (14), 8177-8186 (2020).</li></ol>

يحدد التحكم الميكانيكي في الاسترخاء (MCR) اعتماد معدل استرخاء عضلة القلب على معدل إجهاد استرخاء العضلات 8,9. معدل الإجهاد ، بدلا من الحمل اللاحق ، ضروري وكاف لتعديل معدل الاسترخاء8. نظرا لأن التدخلات لتعديل معدل الكالسيوم لم يثبت أنها تحسن استرخاء القلب بشكل كبير ، فقد يوفر التدخل الميكانيكي رؤى جديدة للآلية ويوفر علاجا جديدا للخلل الانبساطي.
يستخدم بروتوكول تعديل معدل إجهاد عضلة القلب الموصوف هنا مشبك حمل متساوي التوتر 8,9. قوة مشبك الحمل متساوي التوتر هي التحكم الكمي في إجهاد الحمل اللاحق. يمكن استخدام البروتوكولات الشبيهة ب Windkessel لمزيد من التحقيق في التغييرات في التحميل اللاحق والتحميل المسبق وعمل القلب2،6،7. يمكن أيضا استخدام منحدر لا يتم التحكم فيه بواسطة مشبك الحمل لعزل التغير في الإجهاد بشكل أفضل عن معدل الإجهاد. بغض النظر ، لا يبدو أن الحمل اللاحق نفسه هو معدل قوي لمعدل الاسترخاء8.
يمكن أيضا تكييف البروتوكول لمقاربة المزيد من الظروف الفسيولوجية لدرجة الحرارة ومعدل السرعة. تم استخدام تفاصيل البروتوكول الحالي لإظهار وجود MCR. يوصى عموما بإجراء تجارب في الظروف الفسيولوجية ، اعتمادا على السؤال التجريبي. ومع ذلك ، فإن التجارب التي يتم إجراؤها عند 37 درجة مئوية ، أو بمعدلات سرعة عالية ، يمكن أن تحفز بسرعة أكبر المتهدمة (الضرر) للعضلة. قد تكون هناك حاجة إلى حل مع تحسين القدرة على حمل الأكسجين. علاوة على ذلك ، يجب أن يكون الحصول على البيانات قادرا على أخذ عينات من الطول والقوة بسرعة كافية لحل التشنجات السريعة وتوفير التحكم في التغذية الراجعة.
لا يصف البروتوكول الحالي قياس الكالسيوم أو قياس أطوال القطعة العضلية والتحكم فيها. تم تناول قياسات الكالسيوم في بروتوكولات أخرى11 ، بينما يمكن إضافة قياس طول القطعة العضلية باستخدام المعدات المناسبة. لا يتم استخدام التحكم في طول القطعة العضلية في دراسات MCR الحالية ، لأن طول العضلات هو المعلمة الأكثر ارتباطا بالحالة السريرية19. سيوفر المزيد من التحكم في طول القطعة العضلية (مقابل التحكم في طول العضلات) إجابات محددة على الأسئلة الحركية ، ولكن من غير المرجح أن تضيف إلى المعرفة الانتقالية بسبب الاختلاف بين الساركومير والحد الأدنى من فهم تغيرات طول القطعة العضلية في الجسم الحي.
يتم تسليط الضوء على ثلاثة اعتبارات تجريبية هنا لزيادة قابلية استنساخ البيانات.
أولا ، قد يكون من الصعب العثور على الترابيق القلبي القائم بذاته في بعض الحيوانات (النتائج والاتصالات غير المنشورة). في حين يمكن العثور على عضلات الوخز في معظم الفئران ، فإن معدل النجاح المعقول للحصول على البيانات من الترابيق في الفئران هو واحد من كل ثلاثة. قد يكون نجاح الترابيقولا أعلى مع فئران براون النرويج × لويس F1 ، والتي تم استخدامها أيضا تاريخيا20 وأفادت التقارير أن لديها المزيد من الترابيق (الاتصالات غير المنشورة). بالنسبة للفئران ، من المرجح أن تكون معدلات النجاح أقل ، مع توقع أقل من واحد من كل 10 للفئران من خلفية BL / 6. ومع ذلك ، من المتوقع أن يكون معدل أعلى للفئران من خلفية FVBN (الاتصالات والملاحظات غير المنشورة).
ثانيا ، يمكن أن يؤدي تلف العضلات إلى تقليل الإنتاج. إذا كانت القوى المتقدمة أقل من 10 mN mm-2 عند 25 درجة مئوية وسرعة 0.5 هرتز ، فقد يحتاج الباحثون إلى إجراء استكشاف الأخطاء وإصلاحها لتقييم ما إذا كان هناك تمدد أو اتصال غير مقصود بين الملقط المعدني والعضلات ، أو إذا لم يتم إعداد المحاليل بشكل صحيح ، أو إذا كانت السرعة أو المعدات التجريبية تعمل بشكل صحيح. اقترحت بروتوكولات أخرى تستخدم الترابيق السليم استخدام محاقن Luer-lock كأوعية نقل11. في حين أن هذا ممكن ، خاصة إذا كان المستخدم يتحكم في معدل تدفق بطيء جدا أو جزء عضلي أصغر ، فإن البروتوكول الحالي يستخدم ماصة نقل تجويف أكبر بكثير لتقليل الضرر المحتمل. خطوة أخرى حيث قد يحدث تلف نقص تروية أثناء التشريح. يجب تقليب الشريان الأورطي وشطفه بمحلول التروية في غضون 3 دقائق من أول قطع في البطن (فئران) أو خلع عنق الرحم (فأر) ، على غرار الحدود المدرجة في بروتوكولات عزل عضلة القلب21،22. هذا يقلل من الوقت الذي لا تتعرض فيه أنسجة القلب لمحلول التروية الشبيه بشلل القلب. علاوة على ذلك ، فإن التشريح الذي يستمر لأكثر من 30 دقيقة بشكل عام لا ينتج عنه تربيق ارتعاش. وبالتالي ، يجب على المشغلين ممارسة تشريح سريع ولكن دقيق لتقليل الضرر. قد تعاني مساحة المقطع العرضي التي تزيد عن 0.2 مم2 (2 × 10-7 م2) من نقص الترويةالأساسية 20.
ثالثا ، يجب مراعاة الطريقة التي ترتبط بها العضلات بالمحرك ومحول القوة. يركز هذا البروتوكول حاليا على الخطافات والترابيق القائم بذاته. يمكن أن يتسبب معدل الإجهاد السريع في بعض الأحيان للتمدد قبل الاسترخاء في انزلاق العضلات إذا لم يتم لصقها بشكل صحيح ، وهذا هو السبب في أن البروتوكول الحالي لا يستخدم "سلال" لعقد الترابيق23,24. يمكن أيضا النظر في طرق التركيب البديلة (المواد اللاصقة ، المشابك ، إلخ25,26) والتحقق من صحتها. يستخدم البروتوكول الموصوف هنا الترابيق وليس العضلات الحليمية. تحفز أوتار العضلة الحليمية مرونة متسلسلة يمكن أن تمنع التغييرات في MCR9. ومع ذلك ، من غير المرجح أن يؤثر الموضع الدقيق للمرفقات في العضلات على التدابير ، لأن طول الترابيق (وقطره) يختلف اختلافا كبيرا.
من قيود ثقب نهايات العضلات بخطافات أن نقطة التثبيت نفسها يمكن أن تتلف أيضا. قد يؤدي التمزق المحتمل للأنسجة العضلية الملصقة مع تقلصات متكررة (حسب قوتها) إلى تغيير الطول أو مرونة السلسلة. من الصعب السيطرة على معدل التمزق هذا. وبالمثل ، يمكن أن يتفاقم تلف الأنسجة والخطاف أثناء التمدد ، مما قد يتسبب أيضا في حدوث مشاكل. يجب استخدام الفحص البصري ، وقيم القوة المتقدمة المتبقية >80٪ من القوة متساوية القياس المتوازنة ، لتقييم ما إذا كان المستحضر تالفا ويجب استبعاده.
يؤثر قيد أو اعتبار آخر على الأسئلة التجريبية التي يمكن الإجابة عليها من خلال الطريقة. على سبيل المثال ، ضع في اعتبارك استخدام 2،3-butanedione monoxime (BDM) في محلول التروية. BDM هو الفوسفاتيز ، والذي قد يغير وظيفة العضلات. بالإضافة إلى ذلك ، فإن فترة التفريغ الطويلة ونقص السرعة تعني أن حالة الفسفرة الكامنة قد تغيرت على الأرجح. وبالتالي ، يجب توخي الحذر في محاولة إجراء تقييم مباشر لانقباض عضلات الحيوان (مقابل الاختلافات بين الأنماط الجينية أو العلاجات) ، حيث من المحتمل أن تكون حالة الانقباض قد تغيرت. ومع ذلك ، يمكن تقييم تأثير الفسفرة دوائيا عن طريق إضافة ناهض أو مضاد للمسار.
باختصار ، يوفر MCR نظرة ثاقبة حول كيفية تنظيم الاسترخاء من خلال حركة العضلات (معدل الإجهاد). قد يساعد MCR في توفير رؤية أفضل لتشخيص ومراقبة الأمراض الانبساطية ، إلى جانب أهداف التدخل الدوائي ، مثل تعديل حركية الميوسين. يحدد البروتوكول والنصائح الموضحة هنا المعرفة التي تم تطويرها على مدى عدة سنوات من التجارب ، ويجب أن تكون قابلة للتطبيق على الأنظمة والنماذج الأخرى لأمراض القلب.

يضعف استرخاء القلب في جميع أشكال قصور القلب تقريبا (بما في ذلك قصور القلب مع انخفاض الكسر القذفي) وفي العديد من أمراض القلب والأوعية الدموية. بالإضافة إلى العديد من الطرق لتقييم وظيفة القلب في العضلات المتداخلة ، فإن تقييم عضلات القلب السليمة يكتسب اهتماما. يتم تقييم هذه الأنسجة فارغة (ينتهي خالية من الانقباض) أو محملة (يتم التحكم في الطول أو القوة). تاريخيا ، تم تقييم الخلايا العضلية المعزولة السليمة في حالة تفريغ ، حيث يكون جسم الخلية حرا في التقصير أثناء الانقباض. غالبا ما يتم تقييم الترابيق القلبي السليم في ظروف متساوية القياس ، حيث لا يسمح بتغيير الطول ، ولكن يتم إنشاء الإجهاد (القوة لكل منطقة مقطعية). بدأت كل من طرق الخلايا العضلية والترابيق السليمة تتقارب مع تعديلات الحمل 1,2.
تم تطوير بروتوكولات لحمل العضلات (أي التحكم في الإجهاد المتطور للعضلة بقيمة محددة تحاكي الأحمال اللاحقة الفسيولوجية) على مدى عدة عقود3،4،5. في أنسجة القلب السليمة ، تسمح مشابك الحمل للباحثين بمحاكاة الدورة القلبية في الجسم الحي عن كثب باستخدام الأحمال اللاحقة متساوية التوتر أو الشبيهة ب Windkessel6،7،8،9. الهدف من هذا البروتوكول هو الحصول على البيانات المستخدمة لتحديد MCR (أي اعتماد معدل الإجهاد لمعدل الاسترخاء)8,9.
في حين تم تكييف بروتوكول MCR من العمل السابق ، فإن تركيز هذا البروتوكول (مقارنة بالبروتوكولات المماثلة التي تستخدم أنسجة القلب السليمة) ينصب على الآليات الميكانيكية الحيوية التي تعدل الاسترخاء. هناك العديد من البروتوكولات التي تستخدم تثبيت الحمل3،4،5،7،10 والبروتوكولات التي تركز على طرازات Windkessel1،2،11 ، ولكن هذا البروتوكول يصف على وجه التحديد كيف يعدل التمدد قبل الاسترخاء معدل الاسترخاء. لقد أظهرنا أن هذا التحكم يحدث خلال فترة الانبساطيالأولي 8 ، وهي مرحلة وصفها في الأصل Wiggers12. في القلوب السليمة الطبيعية، تخضع عضلة القلب لإجهاد مطول أثناء الطرد قبل إغلاق الصمام الأبهري (أي قبل الانحلال متساوي الحجم)13. يتم محاكاة ذلك عن طريق إطالة مدة التحكم في الحمل اللاحق حتى تبدأ العضلات في التمدد. تشير الأدلة السريرية إلى أن هذا الإطالة قد يتم تخفيفه أو فقده في حالات المرض14 ، ولم يتم توضيح الآثار والآليات المترتبة على معدلات الإجهاد الانقباضي النهائي المتغيرة بشكل كامل. بالنظر إلى خيارات العلاج المتناثرة للأمراض الانبساطية وفشل القلب مع جزء طرد محفوظ ، فإننا نفترض أن MCR قد يوفر نظرة ثاقبة للآليات الجديدة الكامنة وراء ضعف الاسترخاء.
بينما يركز التشريح الإجمالي الموصوف هنا على القوارض ، يمكن إجراء عزل التربيق من أي قلب سليم ، وقد تم استخدامه سابقا مع الترابيق القلبيالبشري 8. وبالمثل ، يمكن أيضا تطبيق الحصول على البيانات وتحليلها على خلايا عضلة القلب أو أنواع العضلات المعزولة الأخرى 1,10. تتضمن المناقشة تعليقا على التعديلات والتعديلات المحتملة على الطريقة ، إلى جانب القيود ، مثل الحذر من استخدام العضلات الحليمية بسبب الخصائص الميكانيكية للوتر9.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>18 or 16 gauge blunted needle/canula</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>for cannulation of rat aorta, use 1mm of PE160 or PE205 tubing as stop</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2,3-Butanedione Monoxime</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>B0753-25G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>23 gauge blunted needle/canula</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>for cannulation of mouse aorta, use 1mm of PE50 tubing as stop</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5 mL syringe</td>
			<td>BD Luer-Lock</td>
			<td>309646</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>95% Oxygen/5% CO2</td>
			<td>AirGas</td>
			<td>Z02OX9522000043</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anethesia system</td>
			<td>EZ Systems</td>
			<td>EZ-SA800</td>
			<td>Can use any appropriate anethesia method/system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bovine Serum Albumin</td>
			<td>Fisher BioReagents</td>
			<td>BP-1600</td>
			<td>to coat tips of fine forcepts, scissors</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calcium Chloride Dihydrate</td>
			<td>Fisher Chemical</td>
			<td>C79-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Containers/dissection dishes</td>
			<td>FisherBrand</td>
			<td>08-732-113</td>
			<td>Weigh dishes for creating dissection plates</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Crile Hemostat</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>13005-14</td>
			<td>for mouse gross dissection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D-(+)-Glucose</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>G8270-1KG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Data acquisition software</td>
			<td>SLControl</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Data acquisition system</td>
			<td>MicrostarLabs</td>
			<td>DAP5216a</td>
			<td>Can use any DAQ.&#160; This is a PCI based data acqusition for use with SLControl; must have a PC with a PCI slot</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Data analysis software</td>
			<td>Mathworks</td>
			<td>Matlab</td>
			<td>Custom Script</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dumont #3 Forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11231-30</td>
			<td>2x for cannulation of aorta</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dumont #5 Forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11254-20</td>
			<td>2x for trabecula isolation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Experimental system</td>
			<td>Aurora Scientific</td>
			<td>801C</td>
			<td>Can use any appropriate experimental chamber with force and length control</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fine Scissors, curved</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>14061-09</td>
			<td>for removal of heart</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gooseneck Piggyback Illuminator</td>
			<td>AmScope</td>
			<td>LED-6WA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEPES</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>H3375-250G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Imaging software</td>
			<td>IrfanView</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iris Forceps</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>15915</td>
			<td>for removal of heart</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>VetOne</td>
			<td>502017</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnesium Chloride Hexahydrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>M2670-100G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnesium Sulfate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>M7506-500G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mayo Scissors</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>14110-15</td>
			<td>for rat gross dissection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Metzenbaum Scissors</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>14116-14</td>
			<td>for mouse gross dissection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope connected camera</td>
			<td>Flir</td>
			<td>BFS-U3-27S5M-C</td>
			<td>Includes acquisition software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope/digital imaging system</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>IX-73</td>
			<td>Can use any appropriate microscope.&#160; Needed to measure muscle length, cross sectional area</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mounting Pin/Needle</td>
			<td>BD PrecisionGlide</td>
			<td>305136</td>
			<td>For holding heart to dish.&#160; 27 G x 1-1/4</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mounting Pin/Needle</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>26000-40</td>
			<td>For holding heart to dish. 0.4mm diameter insect pin (Alt to 27G needle)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oxygen (O2)</td>
			<td>AirGas</td>
			<td>OX USP300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Peristaltic Pump</td>
			<td>Rainin</td>
			<td>Rabbit</td>
			<td>Can be any means to create flow in experimental chamber</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pH and Oxygen sensor</td>
			<td>Mettler Toledo</td>
			<td>SevenGo pH and DO</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium Bicarbonate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>237205-100G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium Chloride</td>
			<td>Fisher Chemical</td>
			<td>P217-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium Phosphate Monobasic</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>795488-500G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rochester-pean Hemostat</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>501708</td>
			<td>for rat gross dissection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silk Suture, Size: 4/0</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>18020-40</td>
			<td>cut to ~1.5 inch pieces, soaked in water</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Bicarbonate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S6297-250G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Chloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S9888-1KG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Hydroxide</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S8045-500G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Phosphate Dibasic</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S7907-100G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereomicroscope</td>
			<td>AmScope</td>
			<td>SM-1TX</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Student Vannas Spring Scissors&#160;</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>91500-09</td>
			<td>for opening of the RV</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SYLGARD 184 Silicone Elastomer Base</td>
			<td>Dow Corning</td>
			<td>3097358-1004</td>
			<td>For creating dissection plates</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe Holder</td>
			<td>Harbor Frieght</td>
			<td>Helping Hands 60501</td>
			<td>Can be used as alternate for ring stand</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Taurine</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T0625-1KG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transfer Pipette</td>
			<td>FisherBrand</td>
			<td>13-711-7M</td>
			<td>cut ~1&#34; from tip to widen bore</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vannas Spring Scissors</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>15000-00</td>
			<td>for trabecula isolation</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

mechanical control of relaxation using intact cardiac trabeculae

الخلل الانبساطي هو نمط ظاهري شائع عبر عروض أمراض القلب والأوعية الدموية. بالإضافة إلى تصلب القلب المرتفع (ارتفاع ضغط البطين الأيسر في نهاية الانبساطي) ، يعد ضعف استرخاء القلب مؤشرا تشخيصيا رئيسيا للخلل الانبساطي. في حين أن الاسترخاء يتطلب إزالة الكالسيوم الخلوي وتعطيل الخيوط الرقيقة الساركومية ، فإن استهداف مثل هذه الآليات لم يوفر بعد علاجات فعالة. تم وضع نظرية للآليات الميكانيكية ، مثل ضغط الدم (أي الحمل اللاحق) ، لتعديل الاسترخاء. في الآونة الأخيرة ، أظهرنا أن تعديل معدل الإجهاد للتمدد ، وليس الحمل اللاحق ، كان ضروريا وكافيا لتعديل معدل الاسترخاء اللاحق لأنسجة عضلة القلب. يمكن تقييم اعتماد معدل الإجهاد على الاسترخاء ، والذي يسمى التحكم الميكانيكي في الاسترخاء (MCR) ، باستخدام الترابيق القلبي السليم. يصف هذا البروتوكول إعداد نموذج حيواني صغير ، ونظام تجريبي وغرفة ، وعزل القلب والعزل اللاحق للترابيق ، وإعداد غرفة التجارب ، والبروتوكولات التجريبية والتحليلية. تشير الأدلة على إطالة السلالات في القلب السليم إلى أن MCR قد يوفر ساحات جديدة لتوصيف أفضل للعلاجات الدوائية ، إلى جانب طريقة لتقييم حركية الخيوط العضلية في العضلات السليمة. لذلك ، قد توضح دراسة MCR طريقا إلى مناهج جديدة وحدود جديدة في علاج قصور القلب.

يظهر الشكل 4 مجموعة بيانات تمثيلية ، ويمكن العثور على نتائج إضافية في المنشورات السابقة 8,9. باختصار ، يتم حساب معدل الإجهاد من مشتق السلالة ، قبل الاسترخاء متساوي القياس مباشرة. الإجهاد هو الطول كدالة للوقت مقسوما على طول العضلة عند الطول الأمثل. يتم حساب معدل الاسترخاء على أنه 1 / τ ، حيث τ هو ثابت الوقت الأسي16. هناك حاجة إلى معدلات إجهاد متعددة ومعدلات الاسترخاء الناتجة عنها لتحديد التحكم الميكانيكي في الاسترخاء (MCR). يتم رسم هذه البيانات على الرسم البياني لمعدل الاسترخاء مقابل معدل الإجهاد. يوفر ميل الخط مؤشر MCR.
لاحظ أنه من غير المحتمل أن تتجاوز معدلات الإجهاد الانقباضي والانبساطي النهائي 1 s-1. لذلك ، يجب أن يتضمن المنحدر فقط معدلات الإجهاد < 1 s-1. يمكن إرباك معدل الاسترخاء عند معدلات الإجهاد المنخفضة بسبب التغيرات في الحد الأدنى من مشتق الوقت للإجهاد (dStress / dtmin) ، وفي هذه الحالات ، قد يتم تجاهل البيانات من الامتدادات التي تقل عن 0.15 s-1 تقريبا.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64879/64879fig01.jpg"> الشكل 1: إعداد التشريح الإجمالي ومنطقة قنية القلب. من اليمين إلى اليسار: أ. تقع غرفة تحريض التخدير للحيوان بالقرب من منطقة التشريح. b. غص لزبال الغاز المتطاير الاختياري. ج. وسادة تشريح ، حيث سيتم وضع الحيوان مستلقا ، محاطة (في اتجاه عقارب الساعة) د. مخروط الأنف ، لتوفير التخدير المستمر للقوارض ، ه. مرقئ ، و. مقص جراحي ، ز. مقص ناعم منحني موضوع لسهولة الوصول إليه باليد المهيمنة (القاطعة) ، ح. ملقط قزحية منحني موضوع لسهولة الوصول إليه باليد غير المهيمنة. يمكن لصق الأطراف العلوية للقوارض على وسادة التشريح باستخدام شريط لاصق ، و i. يجب وضع طبق تشريح (أو دورق صغير) مع محلول نضح في مكان قريب لشطف القلب. j. يجب وضع منطقة منظمة للقنية في مكان قريب. يتم تثبيت حقنة مع قنية مناسبة على حامل حلقي. ك. (أقحم) صورة أقرب لقنية 16 G ، مع 1 مم من أنابيب PE205 المرفقة وخياطة معقودة بشكل فضفاض. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64879/64879fig01large.jpg" target="_blank">يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64879/64879fig02.jpg"> الشكل 2: المنطقة التجريبية والأدوات. أ: المنطقة التجريبية. يتم إعداد الغرفة التجريبية ونظام الحصول على البيانات على مجهر مقلوب قريب (يسار). يحدث عزل الترابيق وتركيبه تحت مجسمة (يمين). (ب) يتم تحضير أطراف ملقطين ومقص فانا كبير وصغير ومسبار زجاجي مخصص عن طريق النقع في محلول BSA بنسبة 10٪. (ج) أدوات تشريح إضافية. يسمح الطبق المطلي بالمطاط الصناعي السيليكوني بتركيب القلب أثناء التشريح الدقيق. تظهر ماصة نقل 7 مل مع قطع النهاية أسفل الطبق ومسبار الزجاج. يتم التخلص من الطرف المقطوع لماصة النقل ، ويتم استخدام تجويف متضخم لنقل العضلات ، مع الحد الأدنى من خطر التمدد أو الجفاف. (د) صورة مكبرة لنهاية ماصة زجاجية، طولها 2 مم تقريبا وقطرها 0.25-0.5 مم. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64879/64879fig02large.jpg" target="_blank">يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64879/64879fig03.jpg"> الشكل 3: دليل التشريح . (أ) يجب أن يبدأ التشريح الإجمالي بقطع عرضي (1. أخضر) عبر الجلد إلى التجويف البريتوني أسفل عملية xyphoid (يشار إلى الضلوع السفلية والإكسيفوئيد بخط رمادي رفيع). يجب أن تتبع الجروح شبه السهمية من التجويف البريتوني إلى أعلى القفص الصدري (2. البط البري و 3. الخطوط الزرقاء) ، وبعد ذلك يجب قطع الحجاب الحاجز. يمكن بعد ذلك استخدام مرقئ لتثبيت عملية xyphoid ورفع جدار الصدر نحو الرأس. (ب) قلب فأر سليم مثبت على طبق من مطاط السيليكون ، موجه مع رؤية مجرى تدفق البطين الأيمن (RVOT) ، والأذين الأيمن (RA) ، والشريان الأورطي (Ao) ، والأذين الأيسر (LA). يجب أن تكون المجموعة الأولى من التخفيضات من RVOT إلى القمة على طول الحاجز (1. الخط الأصفر). يجب أن تكون المجموعة الثانية من الجروح من RVOT على طول قاعدة القلب ثم عبر الأذين الأيمن (2. الخط البرتقالي). (ج) يمكن سحب RVOT بعناية بعيدا عن الشريان الأورطي لفتح القلب وتثبيته مرة أخرى. تتوافق الخطوط الصفراء والبرتقالية مع القطع الموضحة في B. غالبا ما توجد الترابيق القائمة بذاتها بالقرب من قاعدة الجدار الحر RV وبالقرب من الحاجز ، ولكن يمكن أن تحدث في أي مكان (تشير الخطوط الحمراء إلى مواقع مشتركة). (د) منظر مكبرة للمسبار الزجاجي تحت الترابيقولا (يشير السهم الأصفر إلى تقاطع التربيق والمسبار). (ه) يتم تثبيت الترابيقولا (السهم الأحمر) على النظام التجريبي بين محول القوة (يسار) والمحرك (يمين الوسط) ، ويحيط به اثنان من خيوط السرعة (أفقي أعلى وأسفل الترابيق). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64879/64879fig03large.jpg" target="_blank">يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64879/64879fig04.jpg"> الشكل 4: آثار ونتائج تمثيلية . (أ) ترابيق قلبي واحد مضاء باستخدام ضوء LED معقوفة بزاوية شديدة الانحدار (~ 75 درجة) من محور عدسة المجهر ، مما يعزز تباين التربيق. في هذا المثال، يتم تجانب صورتين لإظهار الطول الكامل للترابيق. (ب) منحنيات وقت الإجهاد (أعلى) وزمن الإجهاد (أسفل) لنفس التربيق. يتم عرض نشل متساوي القياس ، جنبا إلى جنب مع ثلاث تشنجات مشبك الحمل عند زيادة معدلات الإجهاد الانقباضي النهائي. (ج) حساب MCR التمثيلي. يعرف MCR بأنه ميل الخط الفاصل بين معدل الاسترخاء ومعدل الإجهاد. كما لوحظ في المناقشة ، قد يتم تقييد معدلات الإجهاد لتوفير MCR كمي قابل للتكرار. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64879/64879fig04large.jpg" target="_blank">يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
الجدول 1: الحلول. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64879/64879_Table1.xlsx" target="_blank">الرجاء الضغط هنا لتنزيل هذا الجدول.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Mechanical Control of Relaxation Using Intact Cardiac Trabeculae at JoVE.com

Mechanical Control of Relaxation Using Intact Cardiac Trabeculae

الاسترخاء السريع لعضلة القلب والقلب ضروري لعلم وظائف الأعضاء الطبيعي. من المعروف الآن أن آليات الاسترخاء الميكانيكية تعتمد على معدل الإجهاد. يقدم هذا البروتوكول لمحة عامة عن اكتساب التجارب وتحليلها لمواصلة دراسة التحكم الميكانيكي في الاسترخاء.

التحكم الميكانيكي في الاسترخاء باستخدام الترابيق القلبي السليم

Diastolic dysfunction is a common phenotype across cardiovascular disease presentations. In addition to elevated cardiac stiffness (elevated left ...

يصف هذا البروتوكول طريقة لقياس التحكم الميكانيكي في الاسترخاء أو الاعتماد على الإجهاد لانبساط العضلات في الترابيق القلبي. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنها تركز على استرخاء القلب. نظرا لعدم وجود خيارات علاجية للأمراض الانبساطية ، يمكن استخدام هذه التقنية لتحديد مؤشرات جديدة وأهداف دوائية تتعلق باسترخاء القلب.سيتم عرض هذه الطريقة بقلب القوارض ، ولكن يمكن استخدامها على أي عضلة سليمة. سيكون إثبات هذا الإجراء أنا وأنيتا آبو ، مساعد أبحاث جامعي في مختبري. للبدء ، قم بإزالة قلب نموذج الحيوان الصغير الذي تم تشريحه من القنية وضعه في طبق وزن مطلي بالمطاط الصناعي السيليكوني للتحضير للعزل التربيقي.ثم ضع القلب وأضيئه تحت مجهر ستيريو. بعد تحديد موقع مجرى تدفق البطين الأيمن ، قم بتثبيت الأذين الأيسر وقمة البطين بالمطاط الصناعي السيليكوني في الطبق. باستخدام مقص Vannas الطويل ، يتم قطعه من مجرى تدفق البطين الأيمن إلى القمة على طول الحاجز.بعد ذلك ، قطع من مجرى تدفق البطين الأيمن إلى الأذين الأيمن بالقرب من الشريان الأورطي ، ثم قطع من خلال الأذين الأيمن. باستخدام الملقط ، اسحب بعناية الجدار الحر للبطين الأيمن من مجرى التدفق دون تمديد الأنسجة. يمكن قطع خيوط النسيج الضام البيضاء الرقيقة ، إذا وجدت ، ولكن ليس خيوط الأنسجة الوردية الأكبر ، لأنها قد تكون ترابيق.ثبت الجدار الحر لمثلث البطين الأيمن بالطبق لكشف البطين الأيمن. باستخدام ماصة زجاجية ذائبة رفيعة ذات نهاية حادة ، ابحث في الشغاف المكشوف عن الترابيق القائم بذاته دون الضغط. تجنب العضلات الحليمية المثلثة وحدد الترابيق ذي الجوانب المتوازية ، والتي غالبا ما توجد بالقرب من قاعدة جدار البطين الأيمن الحر وعلى طول الحاجز.تشريح الترابيقولا باستخدام مقص فانا صغير ، وترك قطعة مكعبة من الأنسجة في كل طرف من طرفي الترابيقولا للسماح بالتعلق. بعد ذلك ، قم بقطع ما يقرب من بوصتين من نهاية ماصة نقل سعة سبعة ملليلتر ، واسحب الترابيكولا ببطء إلى الماصة ، وانقلها إلى طبق وزن جديد ، يحتوي على محلول تروية بنسبة 50٪ ومحلول تيرود معدل بنسبة 50٪. اسمح للعضلة بالتوازن مع الزيادة في الكالسيوم خارج الخلية داخل المحلول المختلط لعدة دقائق.قم بإيقاف تشغيل المضخة التي تزود غرفة التجارب بضخ أو شفط فائق. باستخدام ماصة نقل التجويف الكبيرة ، انقل الترابيق إلى غرفة التجارب المليئة بمحلول Tyrode. قم بتثبيت قطعة مكعبة واحدة من الأنسجة في نهاية الترابيقولا بخطاف على محول الطاقة ، ثم قم بتثبيت المكعب الثاني بالمحرك.أعد تشغيل الضخ الفائق وابدأ في تنظيم العضلات لتحديد جهد العتبة. السرعة عند 20٪ فوق عتبة الجهد لمدة ساعة واحدة تقريبا. في نهاية فترة التوازن هذه ، قم بتمديد العضلات ببطء باستخدام الميكرومتر المتصل بالمحرك ، حتى يتم تحقيق توليد الإجهاد الأمثل من خلال مراقبة التوتر المتطور.توقف عن زيادة طول العضلات عندما يرتفع التوتر الانبساطي السلبي بشكل أسرع من ذروة التوتر ، مما يشير إلى أن الطول الأمثل قد تم تجاوزه. قم بإيقاف تشغيل إضاءة المجهر المرسلة وإضاءة الترابيق باستخدام إضاءة معقوفة بزاوية شديدة الانحدار. باستخدام كاميرا تمت معايرتها مسبقا متصلة من خلال بصريات المجهر ، التقط صورة للترابيكولا أثناء الانبساط في المجلد التجريبي.متوسط قياس القطر وتحويل القطر والطول من بكسل إلى ملليمترات باستخدام معايرة تم الحصول عليها مسبقا. احسب مساحة المقطع العرضي وطول العضلات بالميكرومتر. في برنامج الحصول على البيانات ، احصل على بيانات مثبتة بالتحميل عن طريق تحديد التحميل اللاحق في ملف dap ، وكرر قيم معلمات الكسب والتكامل النسبي عن طريق حفظ الملف في محرر النصوص ، ثم اضغط على Run Experiment "في الواجهة.تحكم في نهاية مشبك الحمل عن طريق تغيير الوضع. كرر الاستحواذ أثناء تغيير نهاية مشبك الحمل من الصفر إلى الاكتمال ، وإعادة الإطالة مرة أخرى إلى طول البداية. لزيادة الطول ، قم بزيادة عتبة إنهاء مشبك الحمل بشكل تدريجي من الصفر حتى تعاد العضلة تقريبا إلى طولها الأصلي.إذا رغبت في ذلك ، قم بتعديل التحميل اللاحق وكرر الاستحواذ على الفور. إذا رغبت في ذلك ، قم بتعديل التحميل المسبق عن طريق تمديد العضلات أو تقصيرها ، أو عالج العضلات عن طريق إضافة مركبات إلى محلول Tyrode ، ولكن انتظر ما لا يقل عن 20 دقيقة للتأكد من استقرار استجابة القوة البطيئة ولكي يخترق المركب العضلات بالكامل. بمجرد اكتمال الحصول على البيانات ، قم بإزالة الترابيق وتنظيف النظام التجريبي.قم بقياس الاسترخاء من خلال التأكد من أن برنامج تحليل البيانات يحلل النبض المثبت ، وأن البرنامج يكتسب بشكل صحيح بداية مشبك الحمل. بعد تحديد جميع آثار حالة معينة ، ارسم العلاقة بين معدل الاسترخاء ومعدل الإجهاد ، مما يحد من الحد الأقصى للبيانات إلى معدل إجهاد فسيولوجي أقل من واحد في الثانية. استبعد البيانات بمعدلات إجهاد منخفضة ، لأن مرحلة الانحلال قد لا تعكس الاضمحلال الأسي.احصل على ميل الخط الفاصل بين معدل الانحلال ومعدل الانحدار ، وسجل الميل كمؤشر للتحكم الميكانيكي في الاسترخاء. تظهر هنا ترابيق قلبية واحدة مضاءة باستخدام ضوء LED معقوفة بزاوية شديدة الانحدار مقدارها ٧٥ درجة من محور عدسة المجهر. أظهرت منحنيات وقت الإجهاد ووقت الإجهاد لنفس الترابيقولا نشل متساوي القياس وثلاث تشنجات مشبك الحمل بمعدلات إجهاد متزايدة وانقباضي.يتم حساب معدل الإجهاد من مشتق السلالة قبل الانحلال متساوي القياس مباشرة. يتم رسم البيانات على الرسم البياني لمعدل الاسترخاء مقابل معدل الإجهاد ، حيث يوفر ميل الخط التحكم الميكانيكي في الاسترخاء ، أو مؤشر MCR. أصعب عنصر في هذا البروتوكول هو عزل دقيق للترابيق القلبي.يمكن دمج هذا البروتوكول مع قياسات أخرى للعضلات ، بما في ذلك الكالسيوم داخل الخلايا ، والانقباض ، وطول القطعة العضلية. أيضا ، يتم استخدام هذه الطريقة لتحديد الآليات الجزيئية وفهم أفضل للفيزيولوجيا المرضية لضعف استرخاء القلب.

Research

JoVE Journal

Medicine

Quantitative Visualization and Detection of Skin Cancer Using Dynamic Thermal Imaging

الكمية التصور والكشف عن سرطان الجلد باستخدام التصوير الحراري الديناميكي

In 2010 approximately 68,720 melanomas will be diagnosed in the US alone, with around 8,650 resulting in death 1. To date, the only effective treatment ...

Mesenteric Artery Contraction and Relaxation Studies Using Automated Wire Myography

الشريان المساريقي تقلص والاسترخاء عن طريق الدراسات الآلي Myography أسلاك

Proximal resistance vessels, such as the mesenteric arteries, contribute substantially to the peripheral resistance. These small vessels of between ...

Direct Pressure Monitoring Accurately Predicts Pulmonary Vein Occlusion During Cryoballoon Ablation

مراقبة ضغط المباشر تتنبأ بدقة انسداد الوريد الرئوي خلال تذرية Cryoballoon

Cryoballoon  ablation (CBA) is an established therapy for atrial fibrillation (AF).  Pulmonary vein (PV) occlusion is essential for achieving antral ...

Early Detection of Drug-Induced Renal Hemodynamic Dysfunction Using Sonographic Technology in Rats

الكشف المبكر عن المخدرات التي يسببها الفشل الكلوي الدورة الدموية الجنسي لدى الرجال عن طريق سنوغرفيك] تكنولوجيا في الفئران

The kidney normally functions to maintain hemodynamic homeostasis and is a major site of damage caused by drug toxicity. Drug-induced nephrotoxicity is ...

Visualization of Streptococcus pneumoniae within Cardiac Microlesions and Subsequent Cardiac Remodeling

Visualization of Streptococcus pneumoniae within Cardiac Microlesions and Subsequent Cardiac Remodeling

التصور<em&gt; العقدية الرئوية</em&gt; داخل القلب Microlesions وإعادة عرض القلب لاحقا

During bacteremia Streptococcus pneumoniae can translocate across the vascular endothelium into the myocardium and form discrete bacteria-filled ...

A Chronic Cardiac Ischemia Model in Swine Using an Ameroid Constrictor

نموذج الاسكيمية القلب مزمنة في الخنازير باستخدام العاصرة أميرويد

Cardiovascular disease remains the number one cause of mortality in the United States. There are numerous approaches to treating these diseases, but ...

Mechanical Ventilation Boot Camp Curriculum

التهوية الميكانيكية التمهيد كامب المناهج الدراسية

Medical management of mechanically ventilated patients is challenging to novice providers. Incorrect management of this population may lead to increased ...

Noninvasive Determination of Vortex Formation Time Using Transesophageal Echocardiography During Cardiac Surgery

تحديد موسع من دوامة تشكيل الوقت باستخدام تخطيط صدى القلب المريء أثناء جراحة القلب

Trans-mitral blood flow produces a three-dimensional rotational body of fluid, known as a vortex ring, that enhances the efficiency of left ventricular ...

Normothermic Ex Situ Heart Perfusion in Working Mode: Assessment of Cardiac Function and Metabolism

نورموثيرميك ت نضح قلب الموقع في العمل وضع: تقييم وظيفة القلب والايض

The current standard method for organ preservation (cold storage, CS), exposes the heart to a period of cold ischemia that limits the safe preservation ...

In Vitro Assessment of Cardiac Function Using Skinned Cardiomyocytes

في المختبر تقييم وظيفة القلب باستخدام خلايا القلب skinned

In this article, we describe the steps required to isolate a single permeabilized (&#34;skinned&#34;) cardiomyocyte and attach it to a force-measuring ...