L&#39;autore desidera ringraziare il finanziamento da NHLBI (K08 HL102066 e R01 HL114832).

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The author has nothing to disclose.

Ci sono tre passaggi critici di questa procedura: 1) il posizionamento del tubo endotracheale e ventilazione appropriata, 2) posizionamento del catetere IV giugulare, e 3) il corretto posizionamento del catetere PV nel ventricolo sinistro. Determinare la frequenza respiratoria appropriata è una parte importante di fornire un supporto ventilatorio. topi coscienti generalmente mantengono ventilazione alveolare con rapidi respiri. In generale, i topi ventilati avranno volumi correnti molto più grandi. Pertanto è richiesto un tasso più lento respiratoria. Questo è importante in quanto troppo poco la ventilazione si tradurrà in acidosi respiratoria e troppa ventilazione porterà ad alcalosi respiratoria, entrambe le condizioni che alterano la funzione cardiaca. Un modo semplice di ottimizzare la frequenza respiratoria è quello di prendere spunti da sforzo respiratorio del mouse e utilizzare la frequenza respiratoria più basso che elimina lo sforzo respiratorio dal mouse anestetizzato. Una caratteristica fondamentale del ciclo PVanalisi è di mantenere un livello sufficiente di anestesia senza significative depressione della funzione cardiaca. Ci sono molti regimi anestetici che possono essere applicati con successo per eseguire PV analisi di circuiti. Questi possono essere suddivisi in due grandi categorie: anestetici inalatori e iniettabili. All&#39;interno di quest&#39;ultimo gruppo sono una varietà di miscele che possono essere utilizzati, tuttavia, molte di queste miscele hanno potenziali effetti cardio-depressiva 19. Dei cocktail iniettabili, anestetici uretano basato il minore impatto cardio-depressivi 4,19. Fare attenzione a limitare l&#39;esposizione del personale di uretano in quanto è un sospetto cancerogeno 28. Isoflurano e sevoflurano sono gli agenti anestetici inalatori attualmente disponibili. Entrambi questi agenti hanno effetti cardio-depressivi a dosi sufficienti per la manipolazione chirurgica. È importante sottolineare che, anestetici per via inalatoria possono essere titolati per effetto. Questo permette una dose analgesica maggiore durante la preparazione chirurgica e quindi un minore sedatDose ive per la misurazione della funzione cardiaca, minimizzando così gli effetti cardio-depressivo di questi composti. Se i parametri emodinamici sono inferiori ai livelli normali, ci sono diverse cause comuni. In primo luogo è basso volume di sangue, secondaria alla perdita di sangue o evaporazione. Questa complicanza è generalmente affrontato con la somministrazione di liquidi descritto nella sezione 2.7. Come indicato al punto 1.5, il mantenimento della temperatura corporea è molto importante anche per la valutazione della funzione emodinamica. Così attento monitoraggio è essenziale, un sistema di feedback digitale può essere utile per il mantenimento della temperatura corporea durante la registrazione. Assicurare che l&#39;anestetico è stato correttamente ridotta durante la fase di misura è anche un aspetto importante del miglioramento delle prestazioni cardiaca. Misurare parametri indipendenti dal carico della contrattilità è uno dei vantaggi principali di analisi di circuiti PV. Il tempo reale raccolta simultanea di pressione e volume dati fornisce la capacità unica di misurare i cambiamenti emodinamici in risposta alle diverse condizioni di carico sul cuore. Questa analisi permette la funzione contrattile del cuore per essere isolato dalle azioni dei vasi. Riduzioni di precarico attraverso l&#39;occlusione del ritorno venoso sono stati utilizzati per valutare le misure indipendenti dal carico di contrattilità in molti modelli animali e l&#39;uomo 4,7,12-16,18,29-32. In piccoli roditori, questa procedura si traduce in un curvilineo telesistolico relazione pressione-volume 4,31,33. Questo probabilmente deriva dalla riduzione della perfusione coronarica che accelera notevolmente il declino della funzione sistolica 34. Nel topo, 2 - 3 sec di dolci risultati compressione addominale uno spostamento verso destra della PV loop. Ciò è dovuto sia un aumento della post-carico e precarico 12. Aumenti risultato postcarico prolungato in un aumento della funzione contrattile, un fenomeno chiamato effetto Anrep 35. Comunque, ilbreve durata della compressione addominale utilizzato in questi studi indicano che l&#39;effetto Anrep non influenza la funzione cardiaca con questa procedura. In altri studi, costrizione aortica acuta nei cani è stato dimostrato per aumentare la funzione contrattile, ma questo è stato ipotizzato il risultato di effetti della ridotta perfusione sistemica 36. Anche la durata e la gravità della interruzione del flusso aortico risultante dalla compressione addominale, come qui descritto, non è sufficiente ad aumentare significativamente la funzione contrattile secondaria a ipo-perfusione dei tessuti sistemici. L&#39;analisi dei cicli fotovoltaici ottenuti per compressione addominale allineare bene con loop PV ottenuti subito dopo la vena cava caudale occlusione. Insieme, queste osservazioni dimostrano che la compressione addominale transitorio qui descritto non altera significativamente la contrattilità del cuore. Inoltre, questa procedura fornisce un importante metodo per valutare le proprietà passive del cuore su un ampio range di volumi telediastolico. L&#39;analisi delle misure indipendenti dal carico richiede la selezione di specifiche PV loop da includere nell&#39;analisi. E &#39;estremamente importante che ciò avvenga in modo coerente in tutta una serie di dati sperimentali. Ventilazione a pressione positiva crea un artefatto emodinamica attraverso respiratorie alterazioni a carico del precarico al ventricolo sinistro 37. Per evitare questo artefatto, loop fotovoltaici devono essere raccolti durante brevi periodi di apnea (3 - 4 sec). Le pause nella respirazione sono particolarmente utili in quanto forniscono un migliore controllo dei cambiamenti sperimentali in carico sul cuore. E &#39;importante mantenere questi periodi di apnea brevi per evitare ipoventilazione. Le procedure descritte in questo manoscritto raccolgono dati indipendenti dal carico di due procedimenti distinti, vena cava caudale occlusione e la compressione addominale, raccolti approssimativamente allo stesso tempo. I loop isolati da queste due procedure dovrebbero essere combinati e analizzati together quanto entrambi misurano la funzione dello stesso cuore sotto, all&#39;incirca, le stesse condizioni. Ci sono alcuni principi da considerare nel selezionare i loop per l&#39;analisi. Evitare battiti aritmici. Il battito dopo un battito caduto è sempre anormalmente grande e battiti prematuri sono anormalmente piccola; entrambi saranno perturbare l&#39;analisi dei dati. Evitare battiti dove la pressione è in declino ma il volume è costante. Questi sono comuni nel topo dopo l&#39;occlusione della vena cava caudale e sono probabilmente secondario alla scarsa perfusione del miocardio. Infine, includere solo i dati di battute subito dopo il cambiamento di carico; i battiti durante il periodo di recupero sono probabilmente influenzati da alterazioni nell&#39;attività nervoso simpatico secondarie a variazioni della pressione arteriosa sistemica derivanti dalla manipolazione delle condizioni di carico del cuore. analisi del ciclo PV fornisce una valutazione estremamente dettagliata della funzione cardiaca. Quando viene applicato in combinazione con il flex geneticabilità e le spese di alloggio bassi del mouse è in grado di fornire un mezzo pratico per valutare la fisiologia cardiaca a livello molecolare. Ci sono diverse limitazioni importanti che devono essere considerati quando si decide di eseguire questi test. In primo luogo, si tratta di una procedura invasiva in cui sono anestetizzati topi, che può incidere aspetti importanti della funzione cardiaca. Inoltre, l&#39;interpretazione dei dati di ciclo fotovoltaico richiede una comprensione dettagliata della fisiologia cardiaca sia per identificare i modelli all&#39;interno dei dati e le potenziali variabili confondenti. Inoltre, poiché questi test sono terminali non possono essere utilizzati per valutare lo stesso del mouse ripetutamente. I volumi ventricolari derivati ​​da cateteri FV tendono ad essere meno accurati rispetto ai volumi ventricolari anatomici forniti da RMN. Ciò non è sorprendente come cateteri fotovoltaici modellare il ventricolo come un cilindro, che è chiaramente una stima del volume complessivo del ventricolo. Il vero punto di forza è la capacità di raccogliere queste informazioni volume a un alto frefrequenza, permettendo così l&#39;analisi battito-per-battito delle variazioni di volume ventricolare. La raccolta e l&#39;analisi dei dati FV dal mouse può essere impegnativo, ma il metodo fornisce informazioni sulla funzione cardiaca che non è disponibile tramite qualsiasi altro metodo. Questa procedura fornisce il quadro più completo della funzione cardiaca a disposizione e il suo utilizzo nel modello murino fornirà una piattaforma importante per la determinazione delle basi molecolari di complessi stati di malattia cardiaci come l&#39;insufficienza cardiaca e cardiomiopatie ereditarie. Questo manoscritto fornisce informazioni dettagliate sugli aspetti più critici di eseguire questa procedura. Tuttavia, come tutte le procedure complicate, questo richiede pratica per costruire le competenze di microchirurgia che sono necessarie per eseguire correttamente questi esperimenti.

Le malattie cardiovascolari continua ad essere una causa importante di mortalità e morbilità in tutto il mondo 1. Malattie del cuore rappresentano sfide particolarmente difficili per lo sviluppo di nuove terapie. I progressi della genetica prevedono la possibilità di identificare una moltitudine di potenziali contributori genetici allo sviluppo di malattie cardiache. La natura integrativa del sistema cardiovascolare richiede che tali obiettivi genetici essere convalidati in modelli animali intatti. I costi genetici flessibilità e bassa abitative del mouse hanno portato alla ribalta per la valutazione del ruolo fisiologico di un dato gene. Le piccole dimensioni del mouse presenta alcune sfide uniche per la valutazione della funzione cardiaca. Ci sono diverse modalità che possono fornire informazioni sulla funzione cardiaca, ma solo la misurazione simultanea della pressione ventricolare e del volume consente pressione-volume (PV) analisi di circuiti della funzione ventricolare. PV loop tuttofunzione cardiaca ow da analizzare indipendente dalla sua connessione al sistema vascolare; un fattore importante nel determinare il ruolo funzionale di un particolare elemento genetico. La valutazione di loop pressione-volume è stato utilizzato sia sperimentalmente e clinicamente per molti anni e vasta letteratura esiste per quanto riguarda l&#39;analisi di questi insiemi di dati 2,3. L&#39;adattamento della tecnologia a circuito FV al mouse è un avanzamento importante per la comprensione della fisiologia cardiaca murino 4-6. Catetere basato tecniche dei circuiti PV coppia un trasduttore di pressione e l&#39;uso di conduttanza di stimare il volume ventricolare. Il volume ventricolare viene determinata esaminando le variazioni di un campo elettrico generato dal catetere. Questo metodo modelli ventricolo come un cilindro, la cui altezza è definita dalla distanza tra gli elettrodi sul catetere e il raggio è calcolato per conduzione di un campo elettrico attraverso il sangueil ventricolo 7-9. Il segnale conduttanza misurata dal catetere presenta due componenti. La prima è la conduzione attraverso il sangue; questo varia con il volume del ventricolo e costituisce il segnale principale utilizzato per determinare il volume ventricolare. Il secondo componente risulta dalla conduzione attraverso e lungo la parete del ventricolo. Questo è chiamato conduttanza parallelo e deve essere rimosso al fine di determinare il volume ventricolare assoluto. Ci sono due sistemi commercialmente disponibili per la raccolta di dati pressione-volume nel laboratorio di ricerca e il metodo utilizzato per calcolare e rimuovere la conduttanza parallelo è la differenza principale tra loro 6,10,11. cateteri conduttanza richiedono l&#39;iniezione di soluzione salina ipertonica per il calcolo della conduttanza parallelo. Questa iniezione cambia transitoriamente la conducibilità del sangue nel ventricolo, mentre la conducibilità della parete rimane costante. Da questi dati è possibile determinare lacomponente del segnale conduttanza che proviene dal sangue e ciò deriva dalla parete ventricolare. Questo approccio presuppone che conduttanza parallelo non varia durante il ciclo cardiaco. Il metodo ammissione si basa su cambiamenti di fase nel campo elettrico di valutare il contributo della parete ventricolare al segnale complessivo volume. Questo metodo si basa su una serie di costanti predeterminate per la conducibilità del sangue e miocardio per determinare il volume finale, ma rende misure continue di conduttanza parallelo durante il ciclo cardiaco. Entrambi questi sistemi forniscono buone stime del volume ventricolare sinistro e le differenze tra loro non sono suscettibili di essere fisiologicamente significativo. Il modello cilindrico del ventricolo e altre ipotesi rendono questi approcci catetere a base non è accurato come altre modalità, ma questa tecnica è fornita su base battito-per-battito che è essenziale per la valutazione del carico misure indipendenti della funzione cardiaca. La procedura descritta qui è usato nel mio laboratorio e ha fornito dati per un gran numero di studi che esaminano i meccanismi fisiopatologici fondamentali di distrofica cardiomiopatia 12-18. La procedura descritta di seguito è uno dei due che può essere utilizzato per ottenere dati di loop PV. Mentre molti dei principi sono applicabili per entrambi gli approcci, questo protocollo si concentrerà su un approccio apicale open-petto; un protocollo torace chiuso è stato dettagliato altrove 19,20. Mentre la procedura verrà descritta in dettaglio, gli importanti principi generali sono per esporre il cuore con danneggiamento minimo sia il cuore o polmoni. Durante il protocollo è importante ricordare che questa è una procedura non-sopravvivenza e che avere una buona esposizione del cuore è criticamente importante per il corretto posizionamento del catetere.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="523">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Dumont 5/45 (2)</td>
			<td style="width:127px;">Fine Science Tools</td>
			<td style="width:119px;">11251-33</td>
			<td style="width:63px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Vessel Dilating Forceps</td>
			<td style="width:127px;">Fine Science Tools</td>
			<td style="width:119px;">18153-11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Castroviejo Micro Dissecting Spring Scissor</td>
			<td style="width:127px;">Roboz Instruments</td>
			<td style="width:119px;">RS-5668</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Octogon Forceps - Serrated/Curved</td>
			<td style="width:127px;">Fine Science Tools</td>
			<td style="width:119px;">11041-08</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Octogon Forceps - Serrated/Straight</td>
			<td style="width:127px;">Fine Science Tools</td>
			<td style="width:119px;">11040-08</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Dissector Scissors- Heavy Blade</td>
			<td style="width:127px;">Fine Science Tools</td>
			<td style="width:119px;">14082-09</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Transpore Surgical Tape</td>
			<td style="width:127px;">3M</td>
			<td style="width:119px;">1527-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">3-0 Silk Suture</td>
			<td style="width:127px;">Fine Science Tools</td>
			<td style="width:119px;">18020-30</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">TOPO Ventilator</td>
			<td style="width:127px;">Kent Scientific</td>
			<td style="width:119px;">TOPO</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Martin ME 102 Electrosurgical Unit</td>
			<td style="width:127px;">Harvard Apparatus</td>
			<td style="width:119px;">PY2 72-2484</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Syringe Pump</td>
			<td style="width:127px;">Lucca Technologies</td>
			<td style="width:119px;">GenieTouch</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Stereomicroscope with boom stand</td>
			<td style="width:127px;">Nikon</td>
			<td style="width:119px;">SMZ-800N</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Thermocouple Thermometer</td>
			<td style="width:127px;">Cole Parmer</td>
			<td style="width:119px;">EW-91100-40</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">T/Pump Warm Water Recirculator</td>
			<td style="width:127px;">Kent Scientific</td>
			<td style="width:119px;">TP-700</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">ADVantage Pressure-Volume System</td>
			<td style="width:127px;">Transonic</td>
			<td style="width:119px;">ADV500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Data Acquision and Analysis</td>
			<td style="width:127px;">DSI</td>
			<td style="width:119px;">Ponemah ACQ-16</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

measuring pressure volume loops in the mouse

Comprendere le cause e la progressione della malattia di cuore rappresenta una sfida significativa per la comunità biomedica. La flessibilità genetica del mouse fornisce un grande potenziale per esplorare funzione cardiaca a livello molecolare. Le ridotte dimensioni del mouse non presentare alcune sfide per quanto riguarda l&#39;esecuzione di fenotipizzazione cardiaca dettagliata. La miniaturizzazione e altri avanzamenti nella tecnologia hanno fatto molti metodi di valutazione cardiaca possibile nel topo. Di questi, la raccolta simultanea di dati di pressione e di volume fornisce un quadro dettagliato della funzione cardiaca che non è disponibile attraverso qualsiasi altra modalità. Qui una procedura dettagliata per la raccolta di pressione-volume di dati loop è descritto. Incluso è una discussione dei principi alla base delle misure e le potenziali fonti di errore. anestesiologico e approcci chirurgici sono discusse in dettaglio in quanto sono entrambi fondamentali per ottenere la misura emodinamica di alta qualitàS. I principi dello sviluppo protocollo emodinamica e gli aspetti rilevanti di analisi dei dati sono anche indirizzati.

Per convenzione, volume viene tracciata sull&#39;asse X e la pressione sul l&#39;asse Y come in Figura 1. I cicli di pressione-volume risultanti dalla pressione tramato contro di volume deve essere simile a un rettangolo, i bordi verticali rappresentano variazioni isovolumic di pressione (vale a dire, quando entrambi valvole mitrale e aortica sono chiusi). Il orizzontale inferiore rappresenta riempimento ventricolare attraverso la valvola mitrale e la porzione orizzontale superiore rappresenta ventricolare svuotamento attraverso la valvola aortica. In pressioni ventricolari sano wild type sinistro del mouse di 90 - 110 mmHg sono attesi con la massima dP / dt di 8.000 - 12.000 mmHg / sec (vedi Tabella 1 per gamme di normali parametri emodinamici). I valori normali previsti nella tabella si basano sui valori ottenuti dalla wild type C57BL / 10 e C57BL / 6 topi; Tuttavia, è importante notare che ci sono differenze significative tra i ceppi 21. La procedura outlined qui concentra sull&#39;uso di un&#39;incisione stab apicale per posizionare il catetere all&#39;interno del ventricolo sinistro. Un altro approccio popolare è quello di inserire il catetere retrograda attraverso la valvola aortica seguente inserimento del catetere in arteria carotide destra. L&#39;approccio retrograda come il vantaggio che può essere eseguita con una cassa chiusa, con conseguente mantenimento delle normali pressioni intra-toracica; Tuttavia, gli animali vengono frequentemente aerati durante questa procedura che limita questo vantaggio. I limiti approccio petto chiusi controllano più l&#39;orientamento del catetere all&#39;interno del ventricolo, mentre l&#39;approccio torace aperto fornisce una maggiore capacità di manovrare il catetere all&#39;interno del ventricolo. Un potenziale problema con l&#39;inserimento retrograda del catetere è il potenziale per la traccia ostruzione. Il diametro dell&#39;aorta del mouse varia da 0,8 a 1,2 mm 22,23, il diametro dei cateteri pressione-volume commercialmente disponibili varia da 0.33 (1.0 French) a 0,47 mm (1,4 FreNCH). Le dimensioni relative di questi cateteri nel contesto di un grande e piccolo dell&#39;aorta sono descritte nella Figura 2. La frazione di efflusso bloccato dal catetere attraversa l&#39;aorta può diventare un problema significativo in piccoli cuori e dovrebbero essere presi in considerazione quando si esegue studi di loop PV in piccoli cuori. Ci sono diversi manufatti di misurazione che può complicare l&#39;analisi dei dati fotovoltaici, uno dei più comuni è catetere intrappolamento. Ciò è evidente come un picco di pressione alla fine della sistole probabilmente risultante dalla compressione diretta del trasduttore di pressione da un muscolo papillare o un&#39;altra struttura dinamica all&#39;interno ventricolo (Figura 3). Questo è un problema, perché la maggior parte metodi per la funzione sistolica determinare utilizzano la pressione massima. La pressione sistolica e massima derivata della pressione (dP / dt) dal set di dati con catetere intrappolamento devono essere esaminati attentamente e l&#39;analisi possono avere bisogno di essere modificati per ottenere dati significativi. loop pressione-volume possono essere utilizzati in un&#39;ampia varietà di protocolli per valutare la funzione cardiaca. Questi includono le valutazioni di riserva cardiaca tramite 12,14,16,17 stimolazione β-adrenergico. Un&#39;ampia varietà di farmaci può essere infuso per valutare eventuali effetti acuti sulla fisiologia cardiaca. Controllo delle vie aeree permette anche per la somministrazione di miscele di gas alterati che permettono gli effetti dell&#39;ipossia e / o acidosi sulla funzione cardiaca da affrontare direttamente 24-27. Inoltre, l&#39;analisi di questi dati fotovoltaici può anche fornire una valutazione dettagliata delle proprietà passive del ventricolo sinistro, che possono essere modificate in modo significativo in vari stati di malattia 12. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> Parametro </td><td> Intervallo normale </td></tr><tr><td> Pressione sistolica </td><td> 90-110 mmHg </td></tr><tr><td> pressione diastolica </td><td> 4 - 10 mmHg </td></tr><tr><td> Massima dP / dt </td><td> 8.000 - 12.000 mmHg / sec </td></tr><tr><td> Minimo dP / dt </td><td> -8,500 - -12.000 MmHg / sec </td></tr><tr><td> Tau </td><td> 5 - 6 sec </td></tr><tr><td> Frequenza cardiaca </td><td> 550-600 bpm </td></tr><tr><td> gittata cardiaca </td><td> 10 - 13 ml / min </td></tr><tr><td> Frazione di eiezione </td><td> 40 - 60% </td></tr></tbody></table> Tabella 1. I valori normali per Selected Parametri emodinamici. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/53810/53810fig1.jpg" /> Figura 1: Rappresentante Loops pressione-volume da un selvaggio dati Tipo C57BL / 10 mouse rappresentante che è stato raccolto utilizzando le procedure descritte in thi.s manoscritto. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53810/53810fig1large.jpg" target="_blank">Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="figura 2" src="/files/ftp_upload/53810/53810fig2.jpg" /> Figura 2: Rappresentazione schematica della importanza del diametro dell&#39;aorta e potenziale ostruzione del flusso traccia Schema delle dimensioni relative dell&#39;aorta mouse e il cateteri pressione-volume disponibili in commercio per i topi.. Questi dati sottolineano l&#39;importanza di considerare deflusso pista ostruzione al momento di valutare i topi più piccoli che utilizzano un approccio di inserimento del catetere retrogrado. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53810/53810fig2large.jpg" target="_blank">Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/53810/53810fig3.jpg" /> <strong&gt; Figura 3: Pressione volumi Loops con catetere Entrapment Questi dati rappresentano un esempio di un picco di pressione a fine sistole, probabilmente risultante dalla compressione diretta del catetere da una struttura cardiaca interna.. Le riduzioni di volume (A) risultato telediastolica in un aumento del picco di pressione come il ventricolo diventa più piccolo, mentre la pressione sistolica prima i cali di picco come previsto, raffigurato come una linea tratteggiata in B. (C e D) rappresentano la loop pressione-volume (C) e le curve di pressione-tempo (D) a seguito di compressione addominale. Come la sinistra volume aumenta ventricolari, il picco di pressione diventa più piccolo e gli aumenti di fondo in funzione sistolica diventa evidente; linea tratteggiata in D. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53810/53810fig3large.jpg" target="_blank">Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a>

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Measuring Pressure Volume Loops in the Mouse

Questo manoscritto descrive un protocollo dettagliato per la raccolta di dati pressione-volume dal mouse.

Misurazione Loops Volume Pressione nel mouse

Understanding the causes and progression of heart disease presents a significant challenge to the biomedical community. The genetic flexibility of the ...

measuring-pressure-volume-loops-in-the-mouse

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Biology

16.2K Views.  University of Minnesota.  Questo manoscritto descrive un protocollo dettagliato per la raccolta di dati pressione-volume dal mouse. 

Video: Measuring Pressure Volume Loops in the Mouse

Measuring Blood Pressure in Mice using Volume Pressure Recording, a Tail-cuff Method

The CODA 8-Channel High Throughput Non-Invasive Blood Pressure system measures the blood pressure in up to 8 mice or rats simultaneously. The CODA tail-cuff system uses Volume Pressure Recording (VPR) to measure the blood pressure by determining the tail blood volume. A specially designed differential pressure transducer and an occlusion tail-cuff measure the total blood volume in the tail without the need to obtain the individual pulse signal. Special attention is afforded to the length of the occlusion cuff in order to derive the most accurate blood pressure readings. VPR can easily obtain readings on dark-skinned rodents, such as C57BL6 mice and is MRI compatible. The CODA system provides you with measurements of six (6) different blood pressure parameters; systolic and diastolic blood pressure, heart rate, mean blood pressure, tail blood flow, and tail blood volume. Measurements can be made on either awake or anesthetized mice or rats. The CODA system includes a controller, laptop computer, software, cuffs, animal holders, infrared warming pads, and an infrared thermometer. There are seven different holder sizes for mice as small as 8 grams to rats as large as 900 grams.

The CODA 8-Channel High Throughput Non-Invasive Blood Pressure system measures the blood pressure in up to 8 mice or rats simultaneously. This tail-cuff system uses Volume Pressure Recording (VPR) to measure the blood pressure by determining the tail blood volume.

Misurazione della pressione sanguigna nei topi mediante pressione del volume di registrazione, una coda-bracciale Metodo

The CODA 8-Channel High Throughput Non-Invasive Blood Pressure system measures the blood pressure in up to 8 mice or rats simultaneously. The CODA ...

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Biologia

Catheterization of Intestinal Loops in Ruminants

The intestine is a complex structure that is involved not only in absorption of nutrients, but also acts as a barrier between the individual and the outside world. As such, the intestine plays a pivotal role in immunosurveillance and protection from enteric pathogens. Investigating intestinal physiology and immunology commonly employs 'intestinal loops' as an experimental model. The majority of these loop models are non-recovery surgical procedures that study short-term (&lt;24 hr) changes in the intestine (1-3). We previously created a recovery intestinal loop model to specifically measure long-term (&lt;6 mo) immunological changes in the intestine of sheep following exposure to vaccines, adjuvants, and viruses (4). This procedure localized treatments to a specific 'loop', allowing us to sample this area of the intestine. A significant drawback of this method is the single window of opportunity to administer treatments (i.e. at the time of surgery). Furthermore, samples of both the intestinal mucosa and luminal contents can only be taken at the termination of the project. Other salient limitations of the above model are that the surgical manipulation and requisite post-operative measures (e.g. administration of antibiotics and analgesics) can directly affect the treatment itself and/or alter immune function, thereby confounding results. Therefore, we modified our intestinal loop model by inserting long-term catheters into the loops. Sheep recover fully from the procedure, and are unaffected by the exteriorized catheters. Notably, the establishment of catheters in loops allows us to introduce multiple treatments over an extended interval, following recovery from surgery and clearance of drugs administered during surgery and the post-operative period.

We describe a novel surgical method for catheterizing 'intestinal loops' within the ileum of sheep. Once animals have recovered from surgery and have cleared antibiotics and analgesics, multiple treatments can be deposited directly in loops via the catheters.

Cateterismo delle anse intestinali nei ruminanti

The intestine is a complex structure that is involved not only in absorption of nutrients, but also acts as a barrier between the individual and the ...

In vivo Imaging and Therapeutic Treatments in an Orthotopic Mouse Model of Ovarian Cancer

Human cancer and response to therapy is better represented in orthotopic animal models. This paper describes the development of an orthotopic mouse model of ovarian cancer, treatment of cancer via oral delivery of drugs, and monitoring of tumor cell behavior in response to drug treatment in real time using in vivo imaging system. In this orthotopic model, ovarian tumor cells expressing luciferase are applied topically by injecting them directly into the mouse bursa where each ovary is enclosed. Upon injection of D-luciferin, a substrate of firefly luciferase, luciferase-expressing cells generate bioluminescence signals. This signal is detected by the in vivo imaging system and allows for a non-invasive means of monitoring tumor growth, distribution, and regression in individual animals. Drug administration via oral gavage allows for a maximum dosing volume of 10 mL/kg body weight to be delivered directly to the stomach and closely resembles delivery of drugs in clinical treatments. Therefore, techniques described here, development of an orthotopic mouse model of ovarian cancer, oral delivery of drugs, and in vivo imaging, are useful for better understanding of human ovarian cancer and treatment and will improve targeting this disease.

In vivo Imaging and Therapeutic Treatments in an Orthotopic Mouse Model of Ovarian Cancer

Orthotopic animal models of ovarian cancer replicate better human disease and therefore enhance our understanding of cancer progression and tumor response to therapy. A mouse model receives an intrabursal injection of luciferase-expressing ovarian tumor cells. Treatment is administered via oral gavage. Tumor growth is monitored by in vivo imaging system.

Imaging in vivo e trattamenti terapeutici in un modello di mouse ortotopico di cancro ovarico

Human cancer and response to therapy is better represented in orthotopic animal models.  This paper describes the development of an orthotopic mouse model ...

Measuring Caenorhabditis elegans Life Span in 96 Well Microtiter Plates

Lifespan is a biological process regulated by several genetic pathways. One strategy to investigate the biology of aging is to study animals that harbor mutations in components of age-regulatory pathways. If these mutations perturb the function of the age-regulatory pathway and therefore alter the lifespan of the entire organism, they provide important mechanistic insights1-3.
Another strategy to investigate the regulation of lifespan is to use small molecules to perturb age-regulatory pathways. To date, a number of molecules are known to extend lifespan in various model organisms and are used as tools to study the biology of aging4-16. The number of molecules identified thus far is small compared to the genetic "toolset" that is available to study the biology of aging.
Caenorhabditis elegans is one of the principle models used to study aging because of its excellent genetics and short lifespan of three weeks. More recently, C.elegans has emerged as a model organism for phenotype based drug screens5,7,16-20 because of its small size and its ability to grow in microtiter plates.
Here we present an assay to measure C.elegans lifespan in 96 well microtiter plates. The assay was developed and successfully used to screen large libraries for molecules that extend C.elegans lifespan7. The reliability of the assay was evaluated in multiple tests: first, by measuring the lifespan of wild type animals grown at different temperatures; second, by measuring the lifespan of mutants with altered lifespans; third, by measuring changes in lifespan in response to different concentrations of the antidepressant Mirtazepine. Mirtazepine has previously been shown to extend lifespan in C.elegans7. The results of these tests show that the assay is able to replicate previous findings from other assays and is quantitative. The microtiter format also makes this lifespan assay compatible with automated liquid handling systems and allows integration into automated platforms.

Measuring Caenorhabditis elegans Life Span in 96 Well Microtiter Plates

In this protocol we present a method to measure Caenorhabditis elegans lifespan in 96 well microtiter plates.

Misura Caenorhabditis elegans Life Span in 96 piastre per microtitolazione Bene

Lifespan is a biological process regulated by several genetic pathways. One strategy to investigate the biology of aging is to study animals that harbor ...

Generation of Mice Derived from Induced Pluripotent Stem Cells

The production of induced pluripotent stem cells (iPSCs) from somatic cells provides a means to create valuable tools for basic research and may also produce a source of patient-matched cells for regenerative therapies. iPSCs may be generated using multiple protocols and derived from multiple cell sources. Once generated, iPSCs are tested using a variety of assays including immunostaining for pluripotency markers, generation of three germ layers in embryoid bodies and teratomas, comparisons of gene expression with embryonic stem cells (ESCs) and production of chimeric mice with or without germline contribution2. Importantly, iPSC lines that pass these tests still vary in their capacity to produce different differentiated cell types2. This has made it difficult to establish which iPSC derivation protocols, donor cell sources or selection methods are most useful for different applications.
The most stringent test of whether a stem cell line has sufficient developmental potential to generate all tissues required for survival of an organism (termed full pluripotency) is tetraploid embryo complementation (TEC)3-5. Technically, TEC involves electrofusion of two-cell embryos to generate tetraploid (4n) one-cell embryos that can be cultured in vitro to the blastocyst stage6. Diploid (2n) pluripotent stem cells (e.g. ESCs or iPSCs) are then injected into the blastocoel cavity of the tetraploid blastocyst and transferred to a recipient female for gestation (see Figure 1). The tetraploid component of the complemented embryo contributes almost exclusively to the extraembryonic tissues (placenta, yolk sac), whereas the diploid cells constitute the embryo proper, resulting in a fetus derived entirely from the injected stem cell line.
Recently, we reported the derivation of iPSC lines that reproducibly generate adult mice via TEC1. These iPSC lines give rise to viable pups with efficiencies of 5-13%, which is comparable to ESCs3,4,7 and higher than that reported for most other iPSC lines8-12. These reports show that direct reprogramming can produce fully pluripotent iPSCs that match ESCs in their developmental potential and efficiency of generating pups in TEC tests. At present, it is not clear what distinguishes between fully pluripotent iPSCs and less potent lines13-15. Nor is it clear which reprogramming methods will produce these lines with the highest efficiency. Here we describe one method that produces fully pluripotent iPSCs and "all- iPSC" mice, which may be helpful for investigators wishing to compare the pluripotency of iPSC lines or establish the equivalence of different reprogramming methods.

Generating induced pluripotent stem cell (iPSC) lines produces lines of differing developmental potential even when they pass standard tests for pluripotency. Here we describe a protocol to produce mice derived entirely from iPSCs, which defines the iPSC lines as possessing full pluripotency1.

Generazione di topi derivati ​​da cellule staminali pluripotenti indotte

The production of induced pluripotent stem cells (iPSCs) from somatic cells provides a means to create valuable tools for basic research and may also ...

Measuring the Osmotic Water Permeability Coefficient (Pf) of Spherical Cells: Isolated Plant Protoplasts as an Example

Studying AQP regulation mechanisms is crucial for the understanding of water relations at both the cellular and the whole plant levels. Presented here is a simple and very efficient method for the determination of the osmotic water permeability coefficient (Pf) in plant protoplasts, applicable in principle also to other spherical cells such as frog oocytes. The first step of the assay is the isolation of protoplasts from the plant tissue of interest by enzymatic digestion into a chamber with an appropriate isotonic solution. The second step consists of an osmotic challenge assay: protoplasts immobilized on the bottom of the chamber are submitted to a constant perfusion starting with an isotonic solution and followed by a hypotonic solution. The cell swelling is video recorded. In the third step, the images are processed offline to yield volume changes, and the time course of the volume changes is correlated with the time course of the change in osmolarity of the chamber perfusion medium, using a curve fitting procedure written in Matlab (the &#8216;PfFit&#8217;), to yield Pf.

Measuring the Osmotic Water Permeability Coefficient Pf of Spherical Cells: Isolated Plant Protoplasts as an Example

Measuring the osmotic water permeability coefficient (Pf) of cells can help understand the regulatory mechanisms of aquaporins (AQPs). Pf determination in spherical plant cell protoplasts presented here involves protoplasts isolation and numerical analysis of their initial rate of volume change as a result of an osmotic challenge during constant bath perfusion.

Misurare il osmotica dell&#39;acqua Permeabilità Coefficiente (P<sub&gt; F</sub&gt;) Di celle sferiche: protoplasti impianto isolato come un esempio

Studying AQP regulation mechanisms is crucial for the understanding of water relations at both the cellular and the whole plant levels. Presented here is ...

Measuring Glutathione-induced Feeding Response in Hydra

Hydra is among the most primitive organisms possessing a nervous system and chemosensation for detecting reduced glutathione (GSH) for capturing the prey. The movement of prey organisms causes mechanosensory discharge of the stinging cells called nematocysts from hydra, which are inserted into the prey. The feeding response in hydra, which includes curling of the tentacles to bring the prey towards the mouth, opening of the mouth and consequent engulfing of the prey, is triggered by GSH present in the fluid released from the injured prey. To be able to identify the molecular mechanism of the feeding response in hydra which is unknown to date, it is necessary to establish an assay to measure the feeding response. Here, we describe a simple method for the quantitation of the feeding response in which the distance between the apical end of the tentacle and mouth of hydra is measured and the ratio of such distance before and after the addition of GSH is determined. The ratio, called the relative tentacle spread, was found to give a measure of the feeding response. This assay was validated using a starvation model in which starved hydra show an enhanced feeding response in comparison with daily fed hydra.

Here we describe a simple assay for the quantification of the feeding response in hydra induced by the reduced form of glutathione. This assay relies on measuring the distance between the apical end of the tentacle and mouth of hydra.

Misurazione glutatione indotta risposta alimentazione a Hydra

Hydra is among the most primitive organisms possessing a nervous system and chemosensation for detecting reduced glutathione (GSH) for capturing the prey. ...

Cardiac Pressure-Volume Loop Analysis Using Conductance Catheters in Mice

Cardiac pressure-volume loop analysis is the &#8220;gold-standard&#8221; in the assessment of load-dependent and load-independent measures of ventricular systolic and diastolic function. Measures of ventricular contractility and compliance are obtained through examination of cardiac response to changes in afterload and preload. These techniques were originally developed nearly three decades ago to measure cardiac function in large mammals and humans. The application of these analyses to small mammals, such as mice, has been accomplished through the optimization of microsurgical techniques and creation of conductance catheters. Conductance catheters allow for estimation of the blood pool by exploiting the relationship between electrical conductance and volume. When properly performed, these techniques allow for testing of cardiac function in genetic mutant mouse models or in drug treatment studies. The accuracy and precision of these studies are dependent on careful attention to the calibration of instruments, systematic conduct of hemodynamic measurements and data analyses. We will review the methods of conducting pressure-volume loop experiments using a conductance catheter in mice.

Cardiac pressure-volume loop analysis is the most comprehensive way to measure cardiac function in the intact heart. We describe a technique to perform and analyze cardiac pressure volume loops, using conductance catheters.

Cardiac pressione Volume Analysis Loop Utilizzando conduttanza Cateteri nei topi

Cardiac pressure-volume loop analysis is the &#8220;gold-standard&#8221; in the assessment of load-dependent and load-independent measures of ventricular ...

Measuring the Stiffness of Ex Vivo Mouse Aortas Using Atomic Force Microscopy

Arterial stiffening is a significant risk factor and biomarker for cardiovascular disease and a hallmark of aging. Atomic force microscopy (AFM) is a versatile analytical tool for characterizing viscoelastic mechanical properties for a variety of materials ranging from hard (plastic, glass, metal, etc.) surfaces to cells on any substrate. It has been widely used to measure the stiffness of cells, but less frequently used to measure the stiffness of aortas. In this paper, we will describe the procedures for using AFM in contact mode to measure the ex vivo elastic modulus of unloaded mouse arteries. We describe our procedure for isolation of mouse aortas, and then provide detailed information for the AFM analysis. This includes step-by-step instructions for alignment of the laser beam, calibration of the spring constant and deflection sensitivity of the AFM probe, and acquisition of force curves. We also provide a detailed protocol for data analysis of the force curves.

Measuring the Stiffness of Ex Vivo Mouse Aortas Using Atomic Force Microscopy

We present detailed protocols for isolation of aortas from mouse and measurement of their elastic modulus using atomic force microscopy.

Misurare la rigidità<em&gt; Ex Vivo</em&gt; Mouse aorte Utilizzando microscopia a forza atomica

Arterial stiffening is a significant risk factor and biomarker for cardiovascular disease and a hallmark of aging. Atomic force microscopy (AFM) is a ...

The Mouse Isolated Perfused Kidney Technique

The mouse isolated perfused kidney (MIPK) is a technique for keeping a mouse kidney under ex vivo conditions perfused and functional for 1 hr. This is a prerequisite for studying the physiology of the isolated organ and for many innovative applications that may be possible in the future, including perfusion decellularization for kidney bioengineering or the administration of anti-rejection or genome-editing drugs in high doses to prime the kidney for transplantation. During the time of the perfusion, the kidney can be manipulated, renal function can be assessed, and various pharmaceuticals administered. After the procedure, the kidney can be transplanted or processed for molecular biology, biochemical analysis, or microscopy.
This paper describes the perfusate and the surgical technique needed for the ex vivo perfusion of mouse kidneys. Details of the perfusion apparatus are given and data are presented showing the viability of the kidney&#39;s preparation: renal blood flow, vascular resistance, and urine data as functional, transmission electron micrographs of different nephron segments as morphological readouts, and western blots of transport proteins of different nephron segments as molecular readout.

The mouse isolated perfused kidney (MIPK) is a technique for keeping a mouse kidney under ex vivo conditions perfused and functional for 1 hr. The buffers and surgical technique are described in detail.

La tecnica del rene perfusi mouse isolato

The mouse isolated perfused kidney (MIPK) is a technique for keeping a mouse kidney under ex vivo conditions perfused and functional for 1 hr. This is a ...