Name: Autor im Rampenlicht: Vorteile der Druck-Volumen-Schleifen-Messmethode in der kardiovaskulären Forschung
Uploaded: 2024-01-12T13:25:00
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Diese Arbeit wurde durch das große F&E-Projekt der Provinz Sichuan (2022YFS043) und das Chengdu University of Traditional Chinese Medicine Youth Foundation Advancement Talent Special Project (QJJJ2022029) unterstützt.

Das Tierprotokoll wurde von der Ethikkommission für experimentellen Tierschutz der Universität Chengdu überprüft und genehmigt (Aktenzeichen 2023-04). Für die vorliegende Studie wurden männliche Sprague Dawley (SD)-Ratten (280 ± 20 g, 8-10 Wochen alt) verwendet. Die Ratten wurden in einer Tierkammer gehalten und durften frei trinken und essen.
1. Vorbereitung der Lösung
<ol><li>Bereiten Sie eine 0,9%ige NaCl-Lösung vor, die verwendet wird, um den Arbeitsbereich ausr...

Überwachung der Herzfunktion von Ratten mit der Druck-Volumen-Leitfähigkeitstechnik

<ol>
	<li>Zaman, R., Epelman, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Resident+cardiac+macrophages:+Heterogeneity+and+function+in+health+and+disease.">Resident cardiac macrophages: Heterogeneity and function in health and disease.</a> Immunity. 55 (9), 1549-1563 (2022).</li><li>Schefold, J. C., Filippatos, G., Hasenfuss, G., Anker, S. D., von Haehling, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heart+failure+and+kidney+dysfunction:+epidemiology,+mechanisms+and+management.">Heart failure and kidney dysfunction: epidemiology, mechanisms and management.</a> Nat Rev Nephrol. 12 (10), 610-623 (2016).</li><li>Medert, R., Bacmeister, L., Segin, S., Freichel, M., Camacho Londo&#241;o, J. 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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=Effects+of+ferulic+acid+on+antioxidant+activity+in+Angelicae+Sinensis+Radix,+Chuanxiong+Rhizoma,+and+their+combination.">Effects of ferulic acid on antioxidant activity in Angelicae Sinensis Radix, Chuanxiong Rhizoma, and their combination.</a> Chin J Nat Med. 13 (6), 401-408 (2015).</li><li>Liu, Z., 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=Ferulic+acid+increases+intestinal+Lactobacillus+and+improves+cardiac+function+in+TAC+mice.">Ferulic acid increases intestinal Lactobacillus and improves cardiac function in TAC mice.</a> Biomed Pharmacother. 120, 109482 (2019).</li><li>Baan, J., 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=Continuous+measurement+of+left+ventricular+volume+in+animals+and+humans+by+conductance+catheter.">Continuous measurement of left ventricular volume in animals and humans by conductance catheter.</a> Circulation. 70 (5), 812-823 (1984).</li><li>Dam Lyhne, 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=Effects+of+mechanical+ventilation+versus+apnea+on+bi-ventricular+pressure-volume+loop+recording.">Effects of mechanical ventilation versus apnea on bi-ventricular pressure-volume loop recording.</a> Physiol Res. 71 (1), 103-111 (2022).</li></ol>

Es ist wichtig, eine rationale Dosierungsstrategie für verschiedene Zustände der Herzfunktion zu verfolgen. Die Druck-Volumen-Leitfähigkeitskatheter-Technik ist die intuitivste Methode zur Untersuchung der linksventrikulären Funktion5. Diese Methode ermöglicht es, die Auswirkungen von Medikamenten auf die Herzfunktion aus einer Gesamtperspektive zu untersuchen. Wir beschreiben die verschiedenen Phasen des Experiments im Detail. Dies wird eine gewisse Erleichterung für die Untersuchung der He...

Herz-Kreislauf-Erkrankungen haben die höchste Sterblichkeitsrate der Welt1. Zu den Ursachen gehören Koronararterienstenose (Myokardischämie), Koronararterienblockade (Myokardinfarkt) und Ischämie-Reperfusionsschäden2. Da sich das Herz in einem konstanten systolischen und diastolischen Zyklus befindet, ist es einer der energieintensivsten Teile des Körpers. Wenn die Koronararterien Schwierigkeiten haben, ausreichend Energie und Sauerstoff aufrechtzuerhalten, nimmt die Herzfunktion unweigerlich ab, was sich negativ auf andere Organe auswirkt 3,4. Das Herz ist ein Kraftwerk im Kreislaufsystem, und die Herzfunktion muss rational beurteilt werden.
Die Beurteilung der Herzfunktion durch ventrikuläre Druck- und Volumenbeziehungen gilt als umfassende Methode5. Echtzeitänderungen des ventrikulären Drucks und des ventrikulären Volumens während des gesamten Herzzyklus bilden die Druck-Volumen-Schleife. Die ventrikuläre Druck-Volumen-Schleife ermöglicht die quantitative Analyse der Herzfunktion und der Reservekapazität in Bezug auf verschiedene Phasen und Energien des Ventrikels. Der normale Ventrikel hat ein kleines endsystolisches Volumen mit guter Schwebungsarbeit und Effizienz 5,6,7.
Die Druck-Volumen-Leitungskathetertechnik ist eine invasive Methode zur Erkennung des Zustands des linken Ventrikels. Es kann verwendet werden, um eine kontinuierliche Echtzeit-Druck-Volumen-Schleife8 zu erhalten. Druckvolumetrische Leitfähigkeitskatheter sind leistungsstarke Werkzeuge, und solide Handhabungsverfahren sind für reproduzierbare und zuverlässige Ergebnisse unerlässlich, einschließlich der In-vivo-Analyse der parallelen Leitfähigkeit des Myokards während der Kochsalzkalibrierung und der In-vitro-Messung der Blutleitfähigkeit bei der Küvettenkalibrierung3.
Ferulasäure (FA), eine Phenolsäure, ist in Pflanzenreichen wie Avena sativa und Ligusticum chuanxiong hort 9,10 weit verbreitet. Ferulasäure hat pharmakologische Wirkungen zur Senkung des Blutdrucks und von Herzrhythmusstörungen. FA ist ein bioaktives Naturprodukt mit mehreren Funktionen. FA kann oxidativen Schäden widerstehen, Entzündungsreaktionen reduzieren, die Thrombozytenaggregation hemmen und koronare Herzkrankheiten und Arteriosklerose verhindern11. Die meisten Studien zu Ferulasäure haben sich jedoch auf einen Aspekt des Herzens konzentriert, und selten wurden die Auswirkungen von Ferulasäure im Kreislaufsystem untersucht 12,13,14,15. Hier beschreiben wir einen geschlossenen Brustansatz für die Isofluran-Anästhesie in Kombination mit Ketamin (50 mg/kg) mit Schwerpunkt auf der kardialen Reaktion auf Ferulasäurelösung während der Injektion der Halsvene.
Wir beschreiben das vollständige Verfahren für die Verwendung des Werkzeugs unter geschlossenen Thoraxbedingungen, einschließlich Lösungsvorbereitung, Vorbereitung des Schallkopfs, präexperimentelle Rattenvorbereitung, Kathetereinführung in die rechte Halsschlagader und Datenanalyse. Die Dauer des Experiments beträgt in der Regel weniger als 4 h und wird durch die verschiedenen Versuchsprotokolle bestimmt. In einem einzigen Experiment können wir detaillierte Herzinformationen wie linksventrikulären Druck, Volumen und Herzfrequenz erhalten.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1 mL syringe</td>
			<td>Sartorius AG, Germany</td>
			<td>-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Animal temperature maintainer</td>
			<td>Rayward Life Technology Co., Ltd</td>
			<td>69020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dual Bio Amp</td>
			<td>Millar, Inc., USA</td>
			<td>DA-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Enzyme-Active Powdered Detergent</td>
			<td>Alconox Inc., USA</td>
			<td>1104</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ferulic acid</td>
			<td>&#160;Macklin Biochemical Co., Ltd,Shanghai, China</td>
			<td>F900027</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mikro-Tip Catheter Transducers, SPR-838NR</td>
			<td>Millar, Inc., USA</td>
			<td>SPR-838NR</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Millar Miro-Tip Pressure Volume (MPVS) Ultra</td>
			<td>Millar, Inc., USA</td>
			<td>SPR-869</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pet electric clippers</td>
			<td>Jinyun County New Concept Home Supplies Co., Ltd.</td>
			<td>&#160;-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Power Lab 8 / 35</td>
			<td>Millar, Inc., USA</td>
			<td>PL3508</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Chloride, NaCl</td>
			<td>&#160;Kelong Chemical Reagent, Chengdu, China</td>
			<td>KX829463</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Veet hair removal cream</td>
			<td>Shanghai Songqi E-commerce Co., Ltd.</td>
			<td>3226470</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

real-time detection of ferulic acid effects on rat left ventricle using pressure-volume conductivity catheter

Eine verminderte Herzfunktion kann sich negativ auf andere Organe auswirken. Die linksventrikuläre Druck-Volumen-Beziehung gilt als valide Methode zur Beurteilung der Herzfunktion. Die Echtzeitüberwachung der Herzfunktion ist wichtig für die Arzneimittelbewertung. Unter geschlossenen Thoraxbedingungen tritt der Miniaturwandler, der ein wichtiger Bestandteil des Druckvolumenkatheters ist, durch die rechte Halsschlagader in den linken Ventrikel der Ratte ein. Das Gerät visualisiert die Veränderungen der Herzfunktion während des Experiments in Form einer Druck-Volumen-Schleife. Das tatsächliche Volumen des Ventrikels wird berechnet, indem die Leitfähigkeit des Blutes verändert wird, indem 50 μl einer 20%igen Natriumchloridlösung in die linke Halsvene der Ratte injiziert werden. Das tatsächliche Volumen der Ventrikelhöhle der Ratte wird berechnet, indem die Leitfähigkeit des Blutes in einem bekannten Volumen mit einem Druck-Volumen-Leitfähigkeitskatheter gemessen wird. Dieses Protokoll ermöglicht eine kontinuierliche Beobachtung der Auswirkungen von Medikamenten auf das Herz und wird die Begründung für den Einsatz von ethnischen Spezialmedikamenten bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen fördern.

Cardiovascular disease has the highest mortality rate in the world1. Its causes include coronary artery stenosis (myocardial ischemia), coronary artery blockage (myocardial infarction), and ischemia-reperfusion injury2. As the heart is in a constant systolic and diastolic cycle, it is one of the most energy-demanding parts of the body. Therefore, when the coronary arteries have difficulty maintaining sufficient energy and oxygen, cardiac function inevitably decreases, which has a negative impact on other organs3,4. The heart is a powerhouse in the circulatory system, and cardiac function needs to be assessed rationally.
Assessment of cardiac function by ventricular pressure and volume relationships is considered to be a comprehensive method5. Real-time changes in ventricular pressure and volume during the complete cardiac cycle make up the pressure-volume loop. The ventricular pressure-volume loop allows quantitative analysis of cardiac function and reserve capacity in terms of different phases and energies of the ventricle. The normal ventricle has a small end-systolic volume with good beat work and efficiency5,6,7.
The pressure-volume conduction catheter technique is an invasive method for detecting the status of the left ventricle. It can be used to obtain a continuous real-time pressure-volume loop8. Pressure volumetric conductivity catheters are powerful tools, and sound handling procedures are essential for reproducible and reliable results, including in vivo analysis of myocardial parallel conductivity during saline calibration and in vitro measurement of blood conductivity in cuvette calibration3.
Ferulic acid (FA), a phenolic acid, is widely distributed in plant kingdoms such as Avena sativa and Ligusticum chuanxiong hort9,10. Ferulic acid has pharmacological effects of lowering blood pressure and arrhythmia. FA is a bioactive natural product with multiple functions. FA can resist oxidative damage, reduce inflammatory responses, inhibit platelet aggregation, and prevent coronary heart disease and atherosclerosis11. However, most studies on ferulic acid have focused on one aspect of the heart and rarely have the effects of ferulic acid been evaluated in the circulatory system12,13,14,15. Here we describe a closed-chest approach to isoflurane anesthesia combined with Ketamine (50 mg/kg) with a focus on the cardiac response to ferulic acid solution during jugular vein injection.
We will describe the complete procedure for using the tool under closed-chest conditions, including solution preparation, preparation of the transducer, pre-experimental rat preparation, catheter insertion into the right carotid artery and data analysis. The duration of the experiment is usually less than 4 h and it is determined by the different experimental protocols. In a single experiment, we can obtain detailed cardiac information such as left ventricular pressure, volume, and heart rate.

Autor im Rampenlicht: Vorteile der Druck-Volumen-Schleifen-Messmethode in der kardiovaskulären Forschung

Echtzeit-Nachweis von Ferulasäure-Effekten auf den linken Ventrikel der Ratte mit einem Druck-Volumen-Leitfähigkeitskatheter

Anesthesia is an unavoidable issue in animal experiments. In this experiment, the different levels of anesthesia have a significant impact on the experimental results. This pressure-volume loop measurement method is easier to learn compared to the open-chest method, including fewer experimental tools and less learning time for experimenters.Our lab will research traditional Chinese medicine's effects and on cardiovascular diseases, exploring its extensive but not fully understood impact on heart health.

Jeder Test (n = 3) basierte auf dem Eintritt eines Druck-Volumen-Leitfähigkeitskatheters in den linken Ventrikel. Es gibt signifikante Signaländerungen, wie z. B. eine deutliche Erhöhung des Druckbereichs, wenn der Katheter von der Halsschlagader in den linken Ventrikel eintritt (Abbildung 1). Die grafische Analyse der Druck-Volumen-Beziehung wird durch die Darstellung des Volumens (μL) auf der Y-Achse und des Drucks (mmHg) auf der X-Achse vervollständigt. Der linksventrikuläre Druck d...

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Dieses Protokoll beschreibt eine Methode zur Messung des linksventrikulären Drucks und Volumens unter Verwendung der Druck-Volumen-Leitfähigkeitstechnik. Diese Methode ermöglicht eine kontinuierliche Echtzeitüberwachung der Auswirkungen von Medikamenten auf das Herz.

Decreased cardiac function can have a negative impact on other organs. The left ventricular pressure-volume relationship is considered to be a valid ...

Anästhesie ist ein unvermeidliches Thema im Tierversuch. In diesem Experiment haben die verschiedenen Anästhesiestufen einen erheblichen Einfluss auf die Versuchsergebnisse. Diese Druck-Volumen-Schleifen-Messmethode ist im Vergleich zur Open-Chest-Methode einfacher zu erlernen, einschließlich weniger experimenteller Werkzeuge und weniger Lernzeit für die Experimentatoren.Unser Labor wird die Auswirkungen der traditionellen chinesischen Medizin und auf Herz-Kreislauf-Erkrankungen erforschen und ihre umfassenden, aber nicht vollständig verstandenen Auswirkungen auf die Herzgesundheit untersuchen.

real-time-detection-ferulic-acid-effects-on-rat-left-ventricle-using

Research

JoVE Journal

Medicine

Real-Time Detection of Ferulic Acid Effects on Rat Left Ventricle Using Pressure-Volume Conductivity Catheter

Decreased cardiac function can have a negative impact on other organs. The left ventricular pressure-volume relationship is considered to be a valid method for evaluating cardiac function. Real-time monitoring of cardiac function is important for drug evaluation. Under closed-chest conditions, the miniature transducer, which is an important component of the pressure-volume catheter, enters the left ventricle of the rat through the right carotid artery. The device visualizes the changes in cardiac function during the experiment in the form of a pressure-volume loop. The actual volume of the ventricle is calculated by altering the conductivity of the blood by injecting 50 &#181;L of a 20% sodium chloride solution into the rat's left jugular vein. The actual volume of the rat's ventricular cavity is calculated by measuring the conductivity of the blood in a known volume using a pressure-volume conductance catheter. This protocol allows for continuous observation of the effects of drugs on the heart and will promote the rationale for the use of specialty ethnic drugs in cardiovascular disease.

This protocol describes a method for measuring left ventricular pressure and volume using the pressure-volume conductance technique. This method enables continuous real-time monitoring of the effects of drugs on the heart.