Name: 저자 스포트라이트: 심혈관 연구에서 압력-부피 루프 측정 방법의 장점
Uploaded: 2024-01-12T13:25:00
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이 작업은 쓰촨성 주요 R&D 프로젝트(2022YFS043)와 청두 중의약대학 청년재단 발전 인재 특별 프로젝트(QJJJ2022029)의 지원을 받았습니다.

동물 프로토콜은 Chengdu University of Traditional Chinese Medicine Experimental Animal Welfare Ethics Committee(기록 번호 2023-04)에서 검토 및 승인되었습니다. 본 연구에는 수컷 Sprague Dawley (SD) 랫트 (280 ± 20g, 8-10 주령)가 사용되었습니다. 쥐들은 동물의 방에 갇혀 있었고 자유롭게 마시고 먹을 수 있었다.
1. 용액 준비
<ol><li>작업 영역을 적절하게 촉촉하게 유지하는 데 사용할 0.9% NaCl ...

압력-부피 전도도 기법(pressure-volume conductance technique)을 사용한 쥐의 심장 기능 모니터링

<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>

다양한 심장 기능 상태에 대해 합리적인 투여 전략을 채택하는 것이 중요합니다. 압력-체적 전도도 카테터 기법은 좌심실 기능을 연구하는 가장 직관적인 방법이다5. 이 방법을 사용하면 심장 기능에 대한 약물의 효과를 전체 관점에서 연구할 수 있습니다. 실험의 다양한 단계를 자세히 설명합니다. 이것은 심장 기능을 연구하기 위한 어느 정도의 시설을 제공할 것이다.
<p clas...

심혈관 질환은 세계에서 사망률이 가장 높다1. 그 원인으로는 관상동맥 협착증(심근 허혈), 관상동맥 폐색(심근경색), 허혈 재관류 손상등이 있다 2. 심장은 수축기 및 이완기 주기가 일정하기 때문에 신체에서 가장 에너지를 많이 요구하는 부분 중 하나입니다. 따라서 관상동맥이 충분한 에너지와 산소를 유지하는 데 어려움을 겪으면 필연적으로 심장 기능이 저하되어 다른 장기에 부정적인 영향을 미친다 3,4. 심장은 순환계의 발전소이며 심장 기능은 합리적으로 평가해야 합니다.
심실압과 부피 관계에 의한 심장 기능 평가는 종합적인 방법으로 간주된다5. 전체 심장 주기 동안 심실 압력과 부피의 실시간 변화는 압력-부피 루프를 구성합니다. 심실 압력-부피 루프를 통해 심실의 다양한 단계와 에너지 측면에서 심장 기능 및 예비 용량을 정량적으로 분석할 수 있습니다. 정상 심실은 수축기 말단 부피가 작으며 박동 작용과 효율이 5,6,7입니다.
압력-부피 전도 카테터 기술은 좌심실의 상태를 감지하기 위한 침습적 방법입니다. 연속 실시간 압력-체적 루프(8)를 얻는 데 사용할 수 있습니다. 압력 체적 전도도 카테터는 강력한 도구이며, 식염수 교정 중 심근 평행 전도도의 in vivo 분석 및 큐벳 교정에서 혈액 전도도의 in vitro 측정을 포함하여 재현 가능하고 신뢰할 수 있는 결과를 위해서는 건전한 처리 절차가 필수적입니다3.
페놀산의 일종인 페룰산(Ferulic acid, FA)은 아베나 사티바(Avena sativa)와 리구스티쿰 추안시옹 호르트(Ligusticum chuanxiong hort 9,10)와 같은 식물계에 널리 분포되어 있습니다. 페룰산은 혈압과 부정맥을 낮추는 약리학적 효과가 있습니다. FA는 여러 기능을 가진 생체 활성 천연 제품입니다. FA는 산화 손상에 저항하고, 염증 반응을 줄이고, 혈소판 응집을 억제하고, 관상 동맥 심장 질환 및 죽상 동맥 경화증을 예방할 수 있다11. 그러나 페룰산에 대한 대부분의 연구는 심장의 한 측면에 초점을 맞추고 있으며, 순환계에서 페룰산의 효과가 평가된 경우는 드물다(12,13,14,15). 여기서는 경정맥 주사 중 페룰산 용액에 대한 심장 반응에 중점을 두고 케타민(50mg/kg)과 결합된 이소플루란 마취에 대한 폐쇄형 흉부 접근법을 설명합니다.
용액 준비, 변환기 준비, 실험 전 쥐 준비, 오른쪽 경동맥에 카테터 삽입 및 데이터 분석을 포함하여 밀폐된 흉부 조건에서 도구를 사용하는 전체 절차를 설명합니다. 실험 기간은 일반적으로 4시간 미만이며 다양한 실험 프로토콜에 의해 결정됩니다. 한 번의 실험으로 좌심실 압력, 부피 및 심박수와 같은 자세한 심장 정보를 얻을 수 있습니다.

<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

심장 기능 감소는 다른 장기에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 좌심실 압력-부피 관계는 심장 기능을 평가하는 유효한 방법으로 간주됩니다. 심장 기능의 실시간 모니터링은 약물 평가에 중요합니다. 가슴이 닫힌 상태에서 압력-부피 카테터의 중요한 구성 요소인 소형 변환기는 오른쪽 경동맥을 통해 쥐의 좌심실로 들어갑니다. 이 장치는 실험 중 심장 기능의 변화를 압력-부피 루프의 형태로 시각화합니다. 심실의 실제 부피는 쥐의 좌측 경정맥에 20% 염화나트륨 용액 50μL를 주입하여 혈액의 전도도를 변경하여 계산됩니다. 쥐의 심실강의 실제 부피는 압력-부피 전도도 카테터를 사용하여 알려진 부피의 혈액 전도도를 측정하여 계산됩니다. 이 프로토콜은 약물이 심장에 미치는 영향을 지속적으로 관찰할 수 있도록 하고 심혈관 질환에서 특수 민족 약물 사용에 대한 이론적 근거를 촉진할 것입니다.

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.

저자 스포트라이트: 심혈관 연구에서 압력-부피 루프 측정 방법의 장점

압력-부피 전도도 카테터를 사용한 쥐 좌심실에 대한 페룰산 효과의 실시간 검출

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.

각 검사(n = 3)는 압력-부피 전도도 카테터가 좌심실에 들어가는 것을 전제로 했습니다. 카테터가 경동맥에서 좌심실로 들어갈 때 압력 범위의 현저한 증가와 같은 중요한 신호 변화가 있습니다(그림 1). 압력-부피 관계의 그래픽 분석은 Y축에 부피(μL)를 표시하고 X축에 압력(mmHg)을 표시하여 완료됩니다. 쥐의 좌심실 압력은 10-105 mmHg 이내였고, 부피의 전도도 값은 65-115 μL 이?...

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이 프로토콜은 압력-부피 전도도 기법을 사용하여 좌심실 압력 및 부피를 측정하는 방법을 설명합니다. 이 방법을 사용하면 약물이 심장에 미치는 영향을 지속적으로 실시간으로 모니터링할 수 있습니다.

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

마취는 동물 실험에서 피할 수 없는 문제입니다. 이 실험에서는 다양한 수준의 마취가 실험 결과에 큰 영향을 미칩니다. 이 압력-체적 루프 측정 방법은 실험 도구가 적고 실험자의 학습 시간이 짧기 때문에 개방형 체스트 방법에 비해 배우기 쉽습니다.우리 연구실은 중국 전통 의학의 효과와 심혈관 질환에 대한 영향을 연구하여 심장 건강에 대한 광범위하지만 완전히 이해되지 않은 영향을 탐구할 것입니다.

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.