ekipman ve burada tarif edilen deneyler Kardiyoloji, Boston Çocuk Hastanesi Bölümü tarafından ve Haseotes aileden hayırsever bağışları ile finanse edilmiştir. Biz Dr minnettarız. Frank McGowan ve bu model ile erken deneyimler bize sağlamış Huamei O, ve Lindsay Thomson sanat eserleri ile yardım için.

Bu protokol, kurumun hayvan bakımı ve kullanımı komitesi altında mevcut protokol altında yapılır. İnceleme 1. Hazırlık <ol><li> (42 ° C olarak ayarlanmış) Krebs-Henseleit tamponu (KHB) rezervuar ısı su banyosu açın. </li><li> 128 NaCl, 5.7 KCl (mM olarak) KHB 16 L, 1.3 MgSO 4 aşağıdaki gibi alt-tabaka kitleler 2.7 CaCl2, 0,53 EDTA, 0.54 NAC 3H 3 O 3 ve 10.8 dekstroz. 13 25 NaHCO 3, hazırlanması : 27,584 gr NaCl, 1.58 g KCI, 0.578 gr MgSO 4, 8.401 g NaHCO 3, 1.47 g CaCl2, 0.744 g EDTA, 0.22 g NAC 3H 3 O 3 ve 7,208 g dekstroz. Not: Bu bileşenler Deney gününde oluşumu için toz haline getirilmiş, konik tüplerde depolanabilir. <ol><li> 0.22 mikron filtre içinden deiyonize su 4 L filtre. </li><li> 4 L bu suyun 3.7 L eklemebeher. Suya CaCI2 dışındaki tüm bileşenleri ekleme. </li><li> Ayrı bir kabta kullanılarak suyun geri kalan 300 ml CaCl2 eritin. </li><li> 5 dakika boyunca, 1 L / dak (LPM)% 95 O 2/5% CO2 ile çözelti oksijen. Bu 7,40 pH&#39;ı düzeltir ve CaCl 2 çözülmesini artırır. </li><li> KHB kalanına CaCl2 ekleyin. </li><li> bir rezervuara tamamlanmış KHB ilave edin ve 30 dakika boyunca her boru içinden dolaşmaktadır. Sistem makroskopik kabarcıkların serbest olduğundan emin olun. 0.5 LPM de% 95 O 2 /% 5 CO 2 ile oxygenate. Not: KHB fazla 1 buzdolabında gece boyunca depolanabilir -, 2 gün yeniden süzüldü kullanım için oda sıcaklığına geri getirildi. deneyler arasında KHB tekrar kullanmayın. </li><li> buz gibi soğuk KHB ile 2 x 50 mL temiz beher hazırlayın ve diseksiyon istasyonu yakınında bir kova buz koyun. KHB buz (yerine soğutulmuş dışında) eski önce olduğundan emin olun<html> kalbi dikim. </li><li> üreticinin talimatlarına göre ön kalibrasyon, 30 dakika için, süzüldü KHB ile dolu bir 10 ml şırınga mikro basınç hacmi (PV) kateter yerleştirin. NOT: KHB Sıcaklık PV kateter mümkün olduğunca 37 ° C kadar yakın olmalıdır emmek için kullanılır. </li></ol></li><li> hayvan anestezi ve diseksiyon istasyonunu hazırlayın. <ol><li> rezervuar yeterli izofluran emin olun. 1 ml şırınga içinde heparin 500 U hazırlayın; . Bu şırınga 26 gauge (1/2 &quot;) iğne yerleştirin hayvan anestezi için bir maske hazırlayın. </li></ol></li><li> 80 mmHg aort blok perfüzyon basıncı ve 10 mmHg sol atrium (LA) blok perfüzyon basıncını ayarlayın. Açık aort blok ve LA blok hem de sıcak KHB dışarı damla için izin vermek. hazır hayvan incelemek için zaman dışarı KHB sürekli yavaş damla izin aort bloğunu açmak. </li><li> üreticinin talimatlarına göre PV kateteri ayarlayın. </li></ol>&quot;&gt; 2. Hayvan Hazırlama ve Diseksiyon NOT: En iyi sonucu elde etmek için, sağlamak hayvan 300 ila 500 g; Bu 425 450 g arasında bir hayvan ağırlığı sistemimiz için ideal olduğunu bulduk. <ol><li> Hayvan bilinçsiz kadar - (2% 1) bir oda kullanarak izofluran hayvan anestezisi. diseksiyon istasyonuna hayvan aktarın ve Hayvansal izofluran ve oksijen ile anestezi maskesi yerleştirin. sedasyon düzeyini değerlendirmek için ayak tutam gerçekleştirin. anestezi altında iken kuruluğunu önlemek için gözleri veteriner merhem sürün. </li><li> heparin, karın boşluğunda 500 adet intraperitoneal enjekte edilir. Heparin absorbe edilmesi için 10 dakika bekleyin. toraks görselleştirme geliştirmek için bant ile hayvanın bacaklarda sabitleyin. </li><li> kalp diseksiyonu. <ol><li> Bir kez ayak tutam hiçbir yanıt sağlamak, t eğrisi ardından periton boşluğuna kesilirken makas kullanmak sonra forseps ile karın boşluğundan uzak cildi kaldırın veO kaburgaların arka açısına geri diyafram. </li><li> Diyafram görünür sonra, toraks girmesi için izin öncesinde kesim yönünü takip diyaframın ön yüzeyi boyunca kesilmiş küçük bir makas kullanarak. Aksillaya bilateral aksiller hat boyunca her kesim uzatın. NOT: Sonraki adımlar diyafram kesilir kez havalandırma tehlikeye olacak verimli beri yapılmalıdır. </li><li> forseps kullanarak kılıç şeklinde süreçten öne göğüs kafesi geri çekin. perikard ve plevra İnsizyon. </li><li> Diyaframın hemen üstünde inferior vena kava (IVC) ve aort belirlemek ve blok öne künt forseps kullanılarak tr bunları geri çekin. </li><li> Geniş, eğri makas kullanarak, hızla en blok göğüs dışarı kalp ve akciğerler çekerek, IVC ve aort boyunca bir kesi yapmak. toraks kalp ve akciğerler kaldırmak için sefalad yemek borusu, soluk borusu, brakiyosefalik arterler ve venler kesin. THY tüketimdoku bu blok ile mikrofon doku. çıkan aort proksimal bölümünü kesmek için özen gösterin. </li><li> Hemen buz soğukluğunda KHB kalp ve akciğerleri sokmak ve aşama 1 &#39;de tarif edildiği gibi, daha önce ayarlanmış Langendorff cihazı, hareket. </li></ol></li></ol> 3. Aort Kanülasyonunda <ol style="margin-left: 40px;"><li> Düz çanak kalp-akciğer kompleksi yerleştirin ve timus ve deneyci ve masa karşı karşıya akciğerlerde arka yönü bakan büyük damarların ile kalbi yönlendirmek. timus iki lob ayrı çekin ve aorta brakiosefalik arterlerin kalkışı belirlemek. <ol><li> yemeğin kenarına aorta asmak ve yaklaşık 5 mm aort kapağının üstünde küçük bir makas, sağ subklavyen arter kalkış sadece proksimal kullanarak aort transect. NOT: Kesi temiz yuvarlak daire verim gerekir - kesitte aorta. Off-açı ise (yani, geniş oval)veya eksik istenen sonucu elde etmek için kesme tekrarlayın. Bu etkili aort kanülasyon kolaylaştıracaktır. </li></ol></li><li> Aort her iki tarafında eğri forseps 2 çift kullanılarak, (yavaş KHB damlayan olmalıdır) aortik kanül üzerinden aort kılavuz. kanül ucu altında 2 mm - aort kapak 1 oturmak gerekir. <ol><li> Aort kanülasyon sonra yerine aorta tutmak için aort dik forseps yeniden konumlandırmak. Alternatif olarak, bu modeli tamamlamak için tek bir deneyci sağlayan yerinde kalp akciğer kompleksi tutun aort karşısında küçük bir kelepçe yerleştirin. </li></ol></li><li> Bir asistan sadece forseps altında bir ipek 4-0 dikiş geçmek ve kanül etrafında döngü ve önünde ve kalbin arkasında hem birden çok kez bağlama, yerine kravat var. Tam retrograd aort akışını başlatmak için tam kanül açın. şiddetle dövmek kalbi gözlemleyin. Kalp (~ 200 BPM) hızla atmaya başlayacak vermezse ve şiddetle,: NOTkravat veya kanül koroner arterlerin birini veya her ikisini kapatılmasıy olabilir. Bu şüpheleniliyorsa, kravat çıkarın ve koroner arterlerde onu uzak konumlandırmak. Kalp yayılmakta ve dövmek değilse, kanül aort kapak üzerinde olabilir. Koroner arter sızıntıları (aort kökünden KHB spreyler), aort kapak için kanül yakın ilerlemek Eğer (bir brakiyosefalik arter kanüle çıkan aort yerine ise bu fenomen oluşabilir). </li></ol> 4. Pulmoner Ven Tıkanıklığı ve Kanülasyonu için Pulmoner Arter hazırlanması NOT: Bu adımın amacı sol atriyal blok tüm hacim ve basınç sol kalp yapıları iletilir sağlamak için kapalı bir sol atriyum sistemi oluşturmaktır. Tamamen pulmoner venlerin tıkamak için başarısızlık önyükleme eksikliğine neden olabilir ve sonuçları tahrif veya dengesiz çalışma kalp hazırlık yaratabilir. <ol><li> th maruziyetini artırmak için timus kaldıre pulmoner arter (PA). </li><li> Kalbin arka yönü operatörü bakacak şekilde elle aort kanül döndürün. sağ akciğer giden damarları parçalara ayır. ayrıca bu gemileri belirginleştiren forseps kullanarak doğru akciğer dokusunun Askıya. orta-büyük cerrahi klipsler (veya sütür) kullanarak, tek bir klip ile sağ pulmoner arter ve ven ve bronşları tıkayan. klibe Sağ akciğer distalinden rezeke. NOT: pulmoner arter serbest diseksiyon zorluk nedeniyle, bizim uygulama bir kalpte modelinde yakındaki yapıları zarar vermeden kesilirken kolaylaşır pulmoner arter gerilmek için pulmoner venlerin tıkanması için olduğunu. </li><li> Sol akciğerinde adımı yineleyin 4.2. NOT: Potansiyel tuzaklar ve problem çözme: Her iki pulmoner arter tıkalı sonra, sağ atrium gözle görülür gerilmek ve kalp bradikardik hale gelebilir. sağ ventrikül basınçlı hale olmasıdır. Bu oluşmazsa, bu erik olasıdırkoroner damarlar tamamen tıkalı değildir ve bu ön yükleme kalp modunun çalışmak için yetersiz kalacaktır. Kalp, kalp (aşağıya bakınız) çalışmaya sol atrium (LA) kanülasyon sonrası kalp debisini ve teşebbüs geçişi sağlamak herhangi bir kalıntı sızıntı tıkamak için ek klipleri veya pulmoner ven kütükleri etrafında bir kravat yerleştirmeyi düşünün mümkün değilse. PA tıkanmış sonra, ancak, Adım 5 miyokard iskemisi en aza indirmek için hemen yapılmalıdır. Bazı araştırmacılar sağ ventrikül basıncını önlemek için önce pulmoner venlerin ligasyonu pulmoner arter insizyon unutmayın. </li><li> Pulmoner arteriyel kesi <ol><li> Kalbin ön yönü operatörü bakacak şekilde aort kanül döndürün. pulmoner arter tanımlayın. Yine, bu arter şişirilebilir. Küçük bir makas kullanarak enine insizyon pulmoner kapak üzerinde yaklaşık 3 mm yapmak. Not: Bu hemen basıncı rahatlatmak ve kalp hızı artabilir. olmakBu kanül, çıkarmak sol atriyal kanülasyon tamamlandıktan sonra pulmoner arter kanüle kolaydır neden olur. </li></ol></li></ol> 5. Sol Atriyal Kanülasyonunda <ol><li> Sol atrium operatörü bakacak şekilde aort kanül döndürün. yaklaşık 3 mm atriyoventriküler oluğa üstünde, sol atrium üst gövde 3 mm kesi - küçük makas kullanarak, 2 yapmak. <ol><li> mitral kapak düzlemine dik sol atriyal kanül yerleştirin ve atriyal septumun doğru işaret etti. </li><li> KHB akana kadar LA kanül açın. çalışma modunu geçiş aşağıdaki dolayı hipotermi miyokard disfonksiyonu önlemek için (olmayan ceketli boru otururken hızla soğuk olur) KHB dokunmak sıcak olduğundan emin olun. kanülasyon sırasında damlama hızına geçiş. </li></ol></li><li> , Karşı-çekiş tutun, sol atrium vücuda atriyal kanül eklemek için forseps kullanarak excessi kullanmak için özenatrium gözyaşı, hangi kuvvet ettik. NOT: atriyal duvarda herhangi bir gerginlik olmadan atrium ortasında oturur, böylece LA kanül yerleştirilmelidir. </li><li> sol atriyum vücut etrafında bir 4-0 ipek sütür geçirin ve kanül etrafında atrium bir mühür oluşturmak için bir düğüm. sol atrium arka yönü sütür dahil olmasını sağlamak için özen gösterin. Gerekirse ek sütür ekleyin. oldukça atriyal septum karşı daha atrium ortasında oturur, böylece 2 mm - mühürlü kez geri 1 kanül çekin. NOT: kalp çalışma modunu geçiş üzerine malperfused hale gelmesi en yaygın nedeni, LA kanül sol atriyal girişi tıkar atriyal septum, dayandığı olmasıdır. Kanül uygun konuma (Şekil 2E bakınız) olduğunda LA izleme genellikle uygun bir dalga ve v dalga göstermek için değişir. </li><li> sol atrium tam önyükü yönetmek için tamamen LA kanül vanasını açın. monitör(Koroner atık gelir) kalp damlama hızı. LA kanül açıkken damla oranı değişmez emin olun. Eğer varsa adım 6.4&#39;te anlatıldığı gibi bu sistemde bir sızıntı temsil eder, kanül etrafında atrium pekiştirmek. </li></ol> Çalışma Kalp Moduna 6. Pulmoner Arter kanülasyonu ve Geçiş <ol><li> miyokard oksijen tüketimini (ya da ilaç düzeyleri veya sitokinler olarak koroner atık içindeki diğer maddeleri) ölçülmesi durumunda, pulmoner arter önceki kesi içine 1/32 &quot;esnek boruyu takın. NOT: Oksijen tüketimi sol atriyal perfüzat ve pulmoner arter atık arasındaki oksijen içeriği fark olarak ölçülür 2. <ol><li> miyokard oksijen tüketiminde sürekli ölçümü için, sol atriyal ve koroner sinüs atık karşılaştırmak için bir in-line oksijen elektrodu kullanın. </li><li> dereceli bir silindire içinde (pulmoner arter ve kalp damlayan hem de) koroner sinüs atık toplamakkoroner akımın zamanlı ölçümü için inder. </li><li> Daha önce açıklandığı gibi miyokard oksijen tüketimini hesaplayın. 2 </li></ol></li><li> retrograd aort pompayı kapatarak kalp çalışma modunu geçiş. NOT: Bu yapıldığında, LA basıncı önceden Langendorff modunda retrograd pompaya direnç sağlayan pre-yük basıncı ve direnci şimdi ortalama arter basıncı oluşturarak, kalp debisi direnç sağlar hale gelir. ortalama arter basıncı ~ 80 mmHg altında reddederse, neden büyük olasılıkla ya ön yük veya miyokard fonksiyonu ile ilgilidir. Büyük olasılıkla sorun retrograd pompa yeniden başlattıktan sonra ayarlanabilir olmalıdır sol atriyal kanül vardır. </li></ol> Sol Ventriküler Basınç Hacim Kateterin 7. Yerleştirme NOT: PV kateter retrograd (aort kapaktan) ya da apikal ponksiyon yoluyla ya yerleştirilebilir. retrograd faydası pkonumumuzu daha tutarlı olup, apikal delme ve koroner yaralanma ya da ön yük kaybı beraberinde getirdiği risklerle ihtiyacı ortadan kaldırmaktadır. Ancak, retrograd yerleştirme bazen çok zor olabilir, bu yüzden burada hem teknikleri tarif eder. <ol><li> basınç volüm sistemine 1.4 Fransız basınç-volüm kateter takın. Üreticinin talimatlarına uygun olarak, sıcak KHB sistemi kalibre edin. dalga gerçek zamanlı görünür olduğundan emin olun. yerleştirme aşağıdaki onu yerinden olmayacak şekilde LV yüzeyine yakın kateter ve kabloları getirin. </li><li> retrograd yerleşim için, ayarlanabilir vanasını açın ve istikrarlı bir basınç ve hacim dalga tanımlanır kadar aort kapak üzerinde hafifçe PV kateteri beslenirler. aort kapağını zarar verebilir veya ventriküler apeks delebilecek aşırı güç kullanmaktan kaçının. NOT: Biz tüp ve PV kateter AV yaklaşım gitmek gerekir sarım sayısının uzunluğunu en aza indirmek için önemli olduğunu bulduk. Osistemi ile birlikte geliyor boru kesmek için yararlı olabilir. </li><li> apikal yerleşim için, LV bir apikal ponksiyon oluşturmak için 24 G anjiyo-kateter kullanın. koroner arter sol ön inen önlemek için emin olun. ventriküler ucundan aort kapak doğru iğne yöneltin. LV vücuda basınç-hacim kateteri ilerlemek. en kısa sürede LV basınç ve hacim dalga tanımlanır olarak kateter ilerleyen durdurun. </li><li> basınç-hacim kateter yerleştirildikten sonra, kalbin etrafında pozisyona su ceketi taşıyın. bant küçük bir parça ile su ceketi duvarına kateter sabitleyin. </li><li> önceden herhangi bir ölçüm ya da müdahaleler başlamadan istikrarın en azından bir 30 dakika süre sağlamak. </li></ol> İlaç 8. İnfüzyon <ol><li> (İsteğe bağlı) standart ilaç pompası kullanılarak sol atriyal blok içine ilaçlar (örneğin, dopamin) infüze. NOT: Biz whol göre dozda ilaçlar varbir bütün kalp debisi akış eşdeğer beri e hayvan vücut ağırlığı atriyal blok geçer; Bu, in vivo olarak olduğu gibi, sadece bu küçük bir kısmı, koroner dolaşıma geçer. Seçenek olarak ise, Perfüzat bir ikinci grubu bir ilaç önceden belirlenmiş konsantrasyonuna sahip oluşturulur ve kalp serpmek için kullanılabilir. NOT: Bizim protokolde, her infüzyon son 10 dakika boyunca fizyolojik veri toplama ve hemen önceki 10 dakika başlangıca karşılaştırarak, bir 12 dakikalık bir süre boyunca ilaçları aşılamak. </li></ol> 9. Fizyolojik manipülasyonları <ol><li> kalp atım hızı <ol><li> (İsteğe bağlı) sütür iki pace telleri sağ atriyal duvara ve geçici kalp pili cihaza takın. NOT: Bu hassas (yerli sinüs oranının üzerinde) kalp hızı kontrol ve kalp hızı ve bir kardiyotonik ilaç bağımsız kontraktilite arasındaki ilişkinin bir anlayış verir. </li></ol></li><li> preload <ol><li> değiştirmekSol atriyal blok besleyen sütunun yüksekliğini değiştirerek preload (sol ventrikül diyastol sonu hacmi olarak tanımlanır). </li></ol></li><li> Kan basıncı <ol><li> H-51 üzerindeki basınç valfleri kullanılarak kan basıncı (bu modelde afterload&#39;ı temel belirleyicisi) işleyin. </li></ol></li><li> Koroner oksijen içeriği <ol><li> Çeşitli gaz karışımlarında doymuş KHB ile kalbi perfüze ile miyokard hipoksi değişen derecelerde başarmak. gaz ve KHB arasındaki dengeyi sağlamak için ayrı ceketli rezervuarlar (kendi gaz karışımı ile her biri) kullanarak bunu. </li><li> distal koroner arter bağlanarak sütür ile koroner iskemi başarmak. NOT: Çalışma kalp modunda proksimal koroner arterlerin ligasyonu ölümcül miyokard disfonksiyonu neden olabilir. </li><li> veya kesintiye uğratarak zaman belirli bir süre için retrograd perfüzyon geciktirerek küresel koroner iskemiyi neden olur. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Langendorff, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Untersuchungen+am+uberlebenden+saugethierherzen+[investigations+on+the+surviving+mammalian+heart.">Untersuchungen am uberlebenden saugethierherzen [investigations on the surviving mammalian heart.</a> Arch Ges Physiol. 61, 291-332 (1895).</li><li>Neely, J. R., Liebermeister, H., Battersby, E. J., Morgan, 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=Effect+of+pressure+development+on+oxygen+consumption+by+isolated+rat+heart.">Effect of pressure development on oxygen consumption by isolated rat heart.</a> Am J Physiol. 212 (4), 804-814 (1967).</li><li>Friehs, I., Cao-Danh, H., 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=Adenosine+prevents+protein+kinase+C+activation+during+hypothermic+ischemia.">Adenosine prevents protein kinase C activation during hypothermic ischemia.</a> Circ. 96 (9 Suppl), 221-226 (1997).</li><li>Aoyagi, T., Higa, J. K., Aoyagi, H., Yorichika, N., Shimada, B. K., Matsui, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiac+mTOR+rescues+the+detrimental+effects+of+diet-induced+obesity+in+the+heart+after+ischemia-reperfusion.">Cardiac mTOR rescues the detrimental effects of diet-induced obesity in the heart after ischemia-reperfusion.</a> Am J Physio. Heart Circ Physiol. 308 (12), H1530-H1539 (2015).</li><li>Kitahori, K., He, H., 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=Development+of+left+ventricular+diastolic+dysfunction+with+preservation+of+ejection+fraction+during+progression+of+infant+right+ventricular+hypertrophy.">Development of left ventricular diastolic dysfunction with preservation of ejection fraction during progression of infant right ventricular hypertrophy.</a> Circ Heart Fail. 2 (6), 599-607 (2009).</li><li>Cowan, D. B., Noria, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lipopolysaccharide+internalization+activates+endotoxin-dependent+signal+transduction+in+cardiomyocytes.">Lipopolysaccharide internalization activates endotoxin-dependent signal transduction in cardiomyocytes.</a> Circ Res. 88 (5), 491-498 (2001).</li><li>Broadley, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+analysis+of+the+coronary+vascular+responses+to+catecholamines,+using+a+modified+Langendorff+heart+preparation.">An analysis of the coronary vascular responses to catecholamines, using a modified Langendorff heart preparation.</a> Br J Pharmacol. 40 (4), 617-629 (1970).</li><li>Schmidt, H. D., Hoppe, H., Heidenreich, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+effects+of+dopamine,+orciprenaline+and+norepinephrine+on+the+right+and+left+ventricle+of+isolated+canine+hearts.">Direct effects of dopamine, orciprenaline and norepinephrine on the right and left ventricle of isolated canine hearts.</a> Cardiol. 64 (3), 133-148 (1979).</li><li>Fawaz, G., Tutunjini, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+adrenaline+and+noradrenaline+on+the+metabolism+and+performance+of+the+isolated+dog+heart.">The effect of adrenaline and noradrenaline on the metabolism and performance of the isolated dog heart.</a> Br J Pharm Chemother. 15, 389-395 (1960).</li><li>Allen, L. A., Fonarow, G. C., 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=Hospital+variation+in+intravenous+inotrope+use+for+patients+hospitalized+with+heart+failure:+insights+from+Get+With+The+Guidelines.">Hospital variation in intravenous inotrope use for patients hospitalized with heart failure: insights from Get With The Guidelines.</a> Circ Heart Fail. 7 (2), 251-260 (2014).</li><li>Furnival, C. M., Linden, R. J., Snow, H. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+inotropic+and+chronotropic+effects+of+catecholamines+on+the+dog+heart.">The inotropic and chronotropic effects of catecholamines on the dog heart.</a> J Physiol. 214 (1), 15-28 (1971).</li><li>Li, J., Li, 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=Adverse+effects+of+dopamine+on+systemic+hemodynamic+status+and+oxygen+transport+in+neonates+after+the+Norwood+procedure.">Adverse effects of dopamine on systemic hemodynamic status and oxygen transport in neonates after the Norwood procedure.</a> J Am Coll Cardiol. 48 (9), 1859-1864 (2006).</li><li>Gillis, A. M., Kulisz, E., Mathison, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiac+electrophysiological+variables+in+blood-perfused+and+buffer-perfused,+isolated,+working+rabbit+heart.">Cardiac electrophysiological variables in blood-perfused and buffer-perfused, isolated, working rabbit heart.</a> Am J Physiol. 271 (2 Pt 2), H784-H789 (1996).</li><li>Asfour, H., Wengrowski, A. M., Jaimes, R., Swift, L. M., Kay, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=NADH+fluorescence+imaging+of+isolated+biventricular+working+rabbit+hearts.">NADH fluorescence imaging of isolated biventricular working rabbit hearts.</a> J Vis Exp. (65), (2012).</li><li>Demmy, T. L., Magovern, G. J., Kao, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolated+biventricular+working+rat+heart+preparation.">Isolated biventricular working rat heart preparation.</a> Ann Thor Surg. 54 (5), 915-920 (1992).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Bu çalışma, kalp modeli ventriküler preload ve afterload, perfüzat oksijen basıncı yanı sıra, kalp hızının tam kontrolü ile ventriküler performans değerlendirmesini sağlar. Diğer faktörler arasında, bir in vivo model kullanılarak mümkün değildir yolları afterload&#39;u ve ön bağımsız inotropik ilaçların, içsel miyokard etkilerinin değerlendirilmesine olanak tanımaktadır. Bu model, bir kristaloid perfüzat kullanır, çünkü örneğin, miyokard enerji devletlerin spektroskopik analizi basitleştirilmesi, hemoglobin müdahalesi olmaksızın değerlendirmeyi miyokard izin verir. Bu modelde 14 mümkün olsa, sağ atrium, bizim enstrümantasyon parçası olarak kanül değil böyle yaparak. Biz kasıtlı olarak miyokard oksijen tüketimi değerlendirilmesi için koroner sinüs akışının örnekleme kolaylaştırmak için bunu seçtim. o co pompaları da önemlisi, olsa da, sağ kalp hala bu modelde basınç ve hacim çalışmaları gerçekleştirirronary sinüs pulmoner arter kanül içine akar. Bazı sağ ventrikül ön yükünü sağlayan ventriküler septum konumlandırma artırır ve sol ventrikül performansı artırır ve bu modelin önemli bir bileşenidir. 15 söz birkaç deneysel tuzaklar vardır. İlk iskemi süresini en aza indirmek için (en az 2 dakika içinde, yani) amaca uygun yapılmalıdır ilk retrograd kanülasyon vardır. master en önemli beceri çıkan aort verimli izolasyon, hazırlık ve işleme olduğunu. Aort güdük aort kapağının üstünde kanülasyon için yetersiz oda bırakarak, aşırı kısa kesilmiş değil önemlidir. Ancak, aort güdük kanül etrafında aortun torqueing neden olabilir, çok uzun olmayacak da önemlidir. Aort kanül ve aort kökü uygun boyut uyumlu olması da önemlidir. Küçük bir kanül üzerinde aşırı derecede büyük bir aort AyrıcaKanül aort kökünün torqueing yol açar. sağ subklavian arter genellikle yaklaşık 7 mm aort kapağının üstünde çıkan aortadan çıkartıyor. Diseksiyon sırasında Brakiyosefalik damarları (çapı yaklaşık 1 mm) belirlenmesi ve aort kırpma enine aort insizyon için önemli simge hizmet vermektedir. İlk brakiosefalik arter kalkış altında aorta Kırpma tavsiye edilir. kesilmiş aort kökünde bu geminin İçerme tipik çalışma kalp moduna geçiş üzerine aort kökü basınç KHB sızıntı ve kaybına yol açar. kanülasyon başka teknik açıdan zor yönü sol atriyal kanülasyon olduğunu. sol atriyal apendiks cannulate etmek mümkün olsa da, biz kanül sık sık apendiks içinde takılıyor ve sol atrium vücuda kolaylıkla geçmez bulundu. Böylece, yaklaşık olarak, sol atrium vücutta kesi yapmak için tercihatriyoventriküler oluğa üstün 2 mm. Kanülü sabitlerken İnce duvarlı atriyum yırtılmasını önlemek amacıyla sokulmadan önce uygun bir düzlemde sol atriyum kanül konumlandırmak için önemlidir. Biz sol atrium insizyon ideal boyutu yaklaşık olarak 3 mm olduğunu gördük. Bir kesi çok küçük oluşturma da sol atriyal kanül yerleştirme daha zor hale getirebilir ve sol atrium yırtılmasına yol açabilir. Sol atrial blok oksijen geçirmeyen boru (iç çap 2.9 mm) bir doğrusal, 8 mm, eğimli parça kullanın. Bir eğimli kenarı ile, yerine bir kanül kullanılarak, en tutarlı atriyal kanülasyon yol açar ve sol atriyum blok sabitleme işlemini kolaylaştırdığı bulunmuştur. Ne olursa olsun kullanılan boru, yukarıda tasvir edilen boru ucu (atriyal septum veya mitral kapak ile tıkalı olmadığından emin olmak için önemlidir, biz sol atriyal basınç izleme bu rega yararlı olduğunu ortaya koymuşturAtriyal kanül bile ince hareket rd), sol ventrikül ön yükünü ve elde edilen hemodinamik ölçümler değiştirebilir. Aynı sebepten dolayı, sol atrium sol atriyal blok açıldıktan sonra aşağıdaki sızıntı olmadığından emin olmak için önemlidir. Ne olursa olsun, bu sistem içinde boru kalp yeterli oksijen teslim edilmesini sağlamak için geçirimsiz oksijen sağlamak için kullanılır boru türü önemlidir. prosedürün bir başka teknik açıdan zor yönü basınç-hacim (PV) kateter yerleştirme oldu. Biz başlangıçta aort bloğun içinden kateter retrograd yerleştirme tercih. teknik olarak mümkün olsa da, biz bunu transapikal delinerek PV kateter yerleştirmek için çok daha basit ve uygun bulundu. zamanlarda kateter ya da sol ventrikül dışına taşımak olabilir Bakımı, deney süresince kateterin pozisyonunu izlemek için alınmalıdır. Bu pressu izleyerek yapılabiliryeniden ve zamanla hacim iz. Son olarak, bakım KHB çözüm, her deney için taze olarak oluşturulur emin olmak için dikkat edilmelidir. KHB bileşenlerini tarttın ve vaktinden toz haline getirilmiş konik tüpler bunları saklamak mümkündür. Deney gününde, bu steril, süzüldü, su, karbon dioksit / oksijen ve karışım ilave edilmiş ve ardından kalsiyum ile karıştırılabilir. Böyle Tergazyme (veya benzeri) gibi enzim aktif toz deterjanla sistemi yıkayın ve düzenli perfüzat filtreyi değiştirmek için de önemlidir. Bu deneysel hazırlanması çeşitli sınırlamalar dikkate alınmalıdır. İlk olarak, tüm crystalloid perfüze Langendorff hazırlıkları benzer, KHB ve diğer asanguinous guruplarına kan kapasite göreli taşıyan önemli ölçüde azalmış oksijen var. Bu kısmen, koroner damar genişlemesi ve suprafizyolojik koroner akım yoluyla telafi olmasına rağmen, hazırlık tamamen physiologi değilBu nedenle, C. Bu cihazda kullanılan Windkessel odasının neredeyse sonsuz uyum, sistolik ve diyastolik basınçları sadece minimal ayrılır çünkü İkincisi, (Şekil 2A) ve dolayısıyla koroner perfüzyon basıncı olmayan fizyolojik olduğunu. Bu afterload bloğuna bir elastisite bileşeni içeren gelecekteki modellerinde aşılabilir. miyokard yaralanma veya disfonksiyonu yaratacağı- sıcak iskemi - (3 dk 2) Üçüncü olarak, tüm izole kalp preparatları ile olduğu gibi, kalp bir süreyi uğrar. tekniği uygulama ile bu yaralanma en aza indirme temsilcisi sonuçları için son derece önem taşımaktadır. kalp KHB ile reperfüzyon gibi bu etkisi hızla kaldırılmış olduğu tahmin edilmektedir ancak daha fazla, hayvan hakları için gerekli olsa da, inhale anestetikler, erken reperfüzyon süreci miyokardiyal bastıncı olarak hizmet edebilir. açıklanan çalışma, kalp sistemi Physiol geniş bir yelpazede sağlarhasta bakımı, araştırma ve öğretim ile ilgili ogic araştırmalar. Bir kaç ek değişikliklerle, sistem aynı zamanda pulmoner hipertansiyon ve tek ventrikül fizyolojisi de dahil olmak üzere konjenital kalp hastalığı ile ilgili önemli fizyoloji, simüle etmek için de kullanılabilir. Sınırlamalar kalp yerine daha yüksek oksijen içeriği kan tampon ile perfüze ediliyor o, bir ex vivo hazırlık olduğunu içerir.

İzole organların çalışma in vivo mümkün olanın ötesine fizyolojik koşullar kontrolüne izin verir. Ex vivo kalp hazırlıkları ilk retrograd perfüzyon ile izole edilmiş bir modeli tarif Otto Langendorff&#39;a, 1 ile tarif edildi. Daha sonra, diğerleri myokard hem basınç hem de iş hacmi gerçekleştiren hangi &quot;çalışma kalp&quot; modelini tarif. 2 tür hazırlıklar miyokard etki mekanizmalarını, 3 miyokard metabolizması, 4-6 ve kardiyotonik ilaçların etkilerini durulaştırmada vesile olmuştur. 7- 9 miyokard kasılma artırmak ilaç kullanımı kritik hastalarda sık görülür. Ancak, az veri ameliyat sonrası ortamda kalp yetmezliğinin klinik bulguları olan hastaların bakımı yararlı olabilir kontraktilite ve miyokard oksijen tüketimi, veriler üzerinde bu ilaçların göreceli etkilerini karşılaştıran mevcuttur. 10 Ancak, çoğu cardiotonic ilaçlar sadece miyokard değil, aynı zamanda arterioler direnç, venöz kapasitans 11 ve hastanın metabolik hızı, 12, ex vivo izole kalp modellerinde bu tür ilaçların etkilerini incelemek için optimal bir araç olmaya devam etkiler çünkü miyokard uygun. Bu miyokard fonksiyonu ve oksijen tüketimi inotropik ilaçlara yük bağımsız çalışma için bir eks vivo modeli kullanımını tarif eder. Sprague Dawley sıçanların kalpleri, kalp çalışma modeli bir sol ventrikül kullanılarak kanüle ve modifiye Krebs Henseleit perfüzyon kullanılarak perfüze edildi. Aort ve sol atriyal basınç kontrol altına alındı. Basınç-hacim empedans kateterler sistolik ve diyastolik fonksiyon sürekli izlenmesi için apikal ponksiyon yoluyla sol ventrikül içine yerleştirildi. Oksijen tüketimi sürekli olarak sol atriyal perfus arasındaki oksijen içeriği endeksli fark olarak ölçüldüyedik ve pulmoner arter atık. İlaçlar, sol atriyum blok infüze edildi, test edilecek ve kardiyak performansı ve oksijen metabolizması değişiklikleri hemen önceki başlangıç ​​ile ölçüldü ve karşılaştırıldı.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="685">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:276px;">Sodium bicarbonate</td>
			<td style="width:132px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:116px;">S5761</td>
			<td style="width:161px;">8.401 g/4 L</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ethylenediaminetetraacetic acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>E6758</td>
			<td>0.744 g/4 L</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Potassium chloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P9333</td>
			<td>1.580 g/4 L</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Magnesium sulfate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>M7506</td>
			<td>0.578 g/4 L</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sodium pyruvate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P2256</td>
			<td>0.220 g/ 4 L</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sodium chloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S3014</td>
			<td>27.584 g/4 L</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Dextrose</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>D9434</td>
			<td>7.208 g/4 L</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Calcium chloride dihydrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>C7902</td>
			<td>1.470 g/4 L</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Biventricular working heart model</td>
			<td>Harvard Apparatus</td>
			<td>IH-51</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Pressure volume catheter</td>
			<td>Millar, Inc</td>
			<td>SPR-944-1</td>
			<td>6 mm spacing catheter used</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">LabChart Pro 8</td>
			<td>AD Instruments</td>
			<td>Version 8.1</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

rodent working heart model for the study of myocardial performance and oxygen consumption

Isolated working heart models have been used to understand the effects of loading conditions, heart rate and medications on myocardial performance in ways that cannot be accomplished in vivo. For example, inotropic medications commonly also affect preload and afterload, precluding load-independent assessments of their myocardial effects in vivo. Additionally, this model allows for sampling of coronary sinus effluent without contamination from systemic venous return, permitting assessment of myocardial oxygen consumption. Further, the advent of miniaturized pressure-volume catheters has allowed for the precise quantification of markers of both systolic and diastolic performance. We describe a model in which the left ventricle can be studied while performing both volume and pressure work under controlled conditions. 
In this technique, the heart and lungs of a Sprague-Dawley rat (weight 300-500 g) are removed en bloc under general anesthesia. The aorta is dissected free and cannulated for retrograde perfusion with oxygenated Krebs buffer. The pulmonary arteries and veins are ligated and the lungs removed from the preparation. The left atrium is then incised and cannulated using a separate venous cannula, attached to a preload block. Once this is determined to be leak-free, the left heart is loaded and retrograde perfusion stopped, creating the working heart model. The pulmonary artery is incised and cannulated for collection of coronary effluent and determination of myocardial oxygen consumption. A pressure-volume catheter is placed into the left ventricle either retrograde or through apical puncture. If desired, atrial pacing wires can be placed for more precise control of heart rate. This model allows for precise control of preload (using a left atrial pressure block), afterload (using an afterload block), heart rate (using pacing wires) and oxygen tension (using oxygen mixtures within the perfusate).

Retrograd perfüzyon (Şekil 1A) ve sol ventrikül çalışma kalp (Şekil 1B) bir tam instrumented kalp şematik. Tipik uç diastolik basınç yaklaşık 3 D - -. Tipik aort, sol atrium ve sol ventrikül basınç ve hacim iz Şekil 2A gösterilmiştir bu modelde 5 mmHg ve sistolik basınç yaklaşık 100 mmHg Şekil 2E değişimini göstermektedir. LA kanül yerleştirilmesi ve kanül konumlandırma sırasında uzak atriyal septum taşınır atriyal izlemeyi bıraktı. Bu deneylerde, aort basıncı 90 mmHg olarak belirlendi ve LA basıncı 10 mmHg olarak ayarlandı. katekolaminlerin etkilerini test etmek için, (basınç-hacim kateter ve ilgili yazılım öncelikle elde edilir), her fizyolojik parametre, hemen önceki ile karşılaştırılmıştır<html> bazal dönemi. Gösterilen örnekte, dopamin sol atriyum bloğuna 15 ug / kg / dk infüzyon. diyastol sonu basıncı (bu modelde sabit atriyal basınç verilmiş) iki koşula özdeş olmasına rağmen, sol ventrikül diyastol sonu hacmi% 2.5 oranında azalır ve sol ventrikül sistol sonu hacmi artan bir strok hacmini veren,% 4,9 oranında azalır (Şekil 3A). Plasebo infüzyon ile karşılaştırıldığında, sol dopamin tedavisi sırasında% 32 artarak basınç-volüm eğrisi içinde alan olarak tanımlanan ventrikül atım iş, (Şekil 3B, p &lt;0.001, t testi, n = 10 grup başına). Bu plasebo infüzyon (Şekil 3C) miyokard oksijen tüketimi nispetle daha büyük bir artış ile ilişkili bulunmuştur. Bu şekilde, farklı bir kardiyotonik ilaçlar ve doz göreli gücü ve enerji maliyetleri bir yükleme koşullarına etkileri başka bir bağımsız karşılaştırılabilir. içerik &quot;fo: keep-together.within-page =&quot; 1 &quot;&gt; <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/54149/54149fig1.jpg" /> Şekil 1: Retrograd Perfüzyonunun ve Çalışma Kalp Mode (Panel A bir tam Enstrümanlı Heart Akış Şeması: Langendorff modu; Panel B:.. Çalışma kalp modu retrograd modunda, KHB aort kökü içine bir dizi perfüzyon basıncında demlenir. Bu mod iskemik süre takip ve enstrümantasyon sırasında miyokard kurtarmak için kullanılmaktadır. kalp modunda çalışırken, perfüzyon koroner dolaşımı perfüze önce sol kalp akar. Bu modda, miyokard kendi perfüzyon basıncını oluşturmanız gerekir. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54149/54149fig1large.jpg" target="_blank">görüntülemek için tıklayınız Bu rakamın daha büyük bir versiyonu.</a> <img alt="şekil 2" src="/files/ftp_upload/54149/54149fig2.jpg" /> FŞEKIL 2: Temsilci Basınç ve Hacim iz Temel Ölçümler sırasında elde edildi. (A) Aort kök basıncı, (B) bazal ölçümü sırasında sol ventrikül hacmi iz görüntülenir (C) sol ventrikül basıncı ve (D) atriyal basınç, sol. İnme hacmi, inme çalışmaları, kardiyak output, tau ve diğer parametreler otomatik olarak hesaplanır ve yazılım tarafından gerçek zamanlı olarak gösterilebilir. Çalışma kalp modunda kötü kardiyak çıkışı ile ilişkili bir körleşmiş sol atriyal izleme (E) kanül sol atriyuma değiştirdiği olduğu bir ipucu olabilir. Iyi yerleştirilmiş sol atriyal basınç izleme belirgin v dalga nedeniyle tamamen aletli hayvanda bir azalma sol atriyal uyum, ortak olası olduğunu unutmayın. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54149/54149fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> Şekil 3:. Artan strok hacmine dahil PV eğrisi (A), bir sola kayma Basınç Hacim Eğrisi Dopamin infüzyon sonuçlarına Dopamin Etkisi, bazal ölçümleri ile karşılaştırıldığında, sistolik hacim sona azalmıştır. Hemen önceki taban çizgisine bu PV eğrileri bazı komponentlerinin şekli tipik olarak, in vivo olarak ölçülen farklı olduğunu arteryel ve venöz elastansı yokluğunda (Şekil 4 e bakınız). (B) ile karşılaştırıldığında, atım iş infüzyon sırasında önemli ölçüde daha yüksek plaseboya göre dopaminin (**, p = 0.0017, t-testi), miyokard oksijen tüketimini yaptığı gibi (*, p = 0.013, t-testi, C). Bu modeli kullanarak, başlangıçta ortalama miyokard oksijen tüketimi tahmini dissolv kullanarak, 0.22 ± 0.02 mmol O 2 / gram doku / dakika oldu40 ° C de 165 umol tuzlu su içinde / L ed oksijen muhtevası Bu tür ölçümler çeşitli ilaçların miyokard oksijen tüketimini karşılaştırmak için kullanılır. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54149/54149fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 4," src="/files/ftp_upload/54149/54149fig4.jpg" /> Şekil 4: Basınç Hacim Döngü Analizi. Gösterilen Teorik Basınç Hacim Döngüsü Normal Kalp Döngüsü açıklar (1), izovolemik kasılma meydana aort kapak (AV) kapatılması (1-2) ardından. Ventriküler basınç gibi atriyal basıncın altına düşer. Bu aşamanın süresi, Tau ile temsil edilmektedir. Mitral kapak (MV) sonra ventrikül (- 3 2) doldurma, atriyal sistol ile eş açılır. Sistol daha sonra izovolemik contracti ile başlar(3 - 4) Bu zamana kadar ventriküler basınç AV açar hangi zaman diyastolik arter basıncı, aşıyor. 2 ve 3 - - atım hacmi hatları 1 arasındaki farktır. 2 - - 3 - 4 Zamanlı çalışma 1 içinde alandır. 4 eğrisinin <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54149/54149fig4large.jpg" target="_blank">bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Rodent Working Heart Model for the Study of Myocardial Performance and Oxygen Consumption at JoVE.com

Rodent Working Heart Model for the Study of Myocardial Performance and Oxygen Consumption

Isolated working heart models can be used to measure the effect of loading conditions, heart rate, and medications on myocardial performance and oxygen consumption. We describe methods for preparation of a rodent left heart working model that permits study of systolic and diastolic performance and oxygen consumption under various conditions.

Miyokard Performans ve Oksijen Tüketimi İnceleme Kemirgen Çalışma Kalp Modeli

Isolated working heart models have been used to understand the effects of loading conditions, heart rate and medications on myocardial performance in ways ...

rodent-working-heart-model-for-study-myocardial-performance-oxygen

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Biology

20.1K Görüntüleme.  Boston Children’s Hospital. Isolated working heart models can be used to measure the effect of loading conditions, heart rate, and medications on myocardial performance and oxygen consumption. We describe methods for preparation of a rodent left heart working model that permits study of systolic and diastolic performance and oxygen consumption under various conditions.

Video: Rodent Working Heart Model for the Study of Myocardial Performance and Oxygen Consumption

Testing Visual Sensitivity to the Speed and Direction of Motion in Lizards

Testing visual sensitivity in any species provides basic information regarding behaviour, evolution, and ecology. However, testing specific features of the visual system provide more empirical evidence for functional applications. Investigation into the sensory system provides information about the sensory capacity, learning and memory ability, and establishes known baseline behaviour in which to gauge deviations (Burghardt, 1977). However, unlike mammalian or avian systems, testing for learning and memory in a reptile species is difficult. Furthermore, using an operant paradigm as a psychophysical measure of sensory ability is likewise as difficult. Historically, reptilian species have responded poorly to conditioning trials because of issues related to motivation, physiology, metabolism, and basic biological characteristics. Here, I demonstrate an operant paradigm used a novel model lizard species, the Jacky dragon (Amphibolurus muricatus) and describe how to test peripheral sensitivity to salient speed and motion characteristics. This method uses an innovative approach to assessing learning and sensory capacity in lizards. I employ the use of random-dot kinematograms (RDKs) to measure sensitivity to speed, and manipulate the level of signal strength by changing the proportion of dots moving in a coherent direction. RDKs do not represent a biologically meaningful stimulus, engages the visual system, and is a classic psychophysical tool used to measure sensitivity in humans and other animals. Here, RDKs are displayed to lizards using three video playback systems. Lizards are to select the direction (left or right) in which they perceive dots to be moving. Selection of the appropriate direction is reinforced by biologically important prey stimuli, simulated by computer-animated invertebrates.

Testing visual sensitivity in lizards using an operant conditioning paradigm that employs video playback of random-dot kinematograms and computer-generated invertebrates.

Kertenkeleler Hareket Hız ve Yön Visual Hassasiyet Test

Testing visual sensitivity in any species provides basic information regarding behaviour, evolution, and ecology. However, testing specific features of ...

Biyoloji

Computer-Generated Animal Model Stimuli

Communication between animals is diverse and complex. Animals may communicate using auditory, seismic, chemosensory, electrical, or visual signals. In particular, understanding the constraints on visual signal design for communication has been of great interest. Traditional methods for investigating animal interactions have used basic observational techniques, staged encounters, or physical manipulation of morphology. Less intrusive methods have tried to simulate conspecifics using crude playback tools, such as mirrors, still images, or models. As technology has become more advanced, video playback has emerged as another tool in which to examine visual communication (Rosenthal, 2000). However, to move one step further, the application of computer-animation now allows researchers to specifically isolate critical components necessary to elicit social responses from conspecifics, and manipulate these features to control interactions. Here, I provide detail on how to create an animation using the Jacky dragon as a model, but this process may be adaptable for other species. In building the animation, I elected to use Lightwave  3D to alter object morphology, add texture, install bones, and provide comparable weight shading that prevents exaggerated movement. The animation is then matched to select motor patterns to replicate critical movement features. Finally, the sequence must rendered into an individual clip for presentation. Although there are other adaptable techniques, this particular method had been demonstrated to be effective in eliciting both conspicuous and social responses in staged interactions.

Computer-generated stimuli using the Jacky dragon as a model.

Bilgisayar oluşturuldu Hayvan Modeli Uyaranlar

Communication between animals is diverse and complex. Animals may communicate using auditory, seismic, chemosensory, electrical, or visual signals. In ...

LAD-Ligation: A Murine Model of Myocardial Infarction

Research models of infarction and myocardial ischemia are essential to investigate the acute and chronic pathobiological and pathophysiological processes in myocardial ischemia and to develop and optimize future treatment.
Two different methods of creating myocardial ischemia are performed in laboratory rodents. The first method is to create cryo infarction, a fast but inaccurate technique, where a cryo-pen is applied on the surface of the heart (1-3). Using this method the scientist can not guarantee that the cryo-scar leads to ischemia, also a vast myocardial injury is created that shows pathophysiological side effects that are not related to myocardial infarction. The second method is the permanent ligation of the left anterior descending artery (LAD). Here the LAD is ligated with one single stitch, forming an ischemia that can be seen almost immediately. By closing the LAD, no further blood flow is permitted in that area, while the surrounding myocardial tissue is nearly not affected. This surgical procedure imitates the pathobiological and pathophysiological aspects occurring in infarction-related myocardial ischemia.
The method introduced in this video demonstrates the surgical procedure of a mouse infarction model by ligating the LAD. This model is convenient for pathobiological and pathophysiological as well as immunobiological studies on cardiac infarction. The shown technique provides high accuracy and correlates well with histological sections.

This video demonstrates how to use a fast and reliable model to study pathobiological and pathophysiological processes of myocardial ischemia.

LAD-ligasyon murin Model: Miyokard Enfarktüsü

Research models of infarction and myocardial ischemia are essential to investigate the acute and chronic pathobiological and pathophysiological processes ...

Principles of Rodent Surgery for the New Surgeon

For both scientific and animal welfare reasons, training in basic surgical concepts and techniques should be undertaken before ever seeking to perform surgery on a rodent. Students, post-doctoral scholars, and others interested in performing surgery on rodents as part of a research protocol may not have had formal surgical training as part of their required coursework. Surgery itself is a technical skill, and one that will improve with practice. The principles of aseptic technique, however, often remain unexplained or untaught. For most new surgeons, this vital information is presented in piecemeal fashion or learned on the job, neither of which is ideal. It may also make learning how to perform a particular surgery difficult, as the new surgeon is learning both a surgical technique and the principles of asepsis at the same time. This article summarizes and makes recommendations for basic surgical skills and techniques necessary for successful rodent surgery. This article is designed to supplement hands-on training by the user's institution.

Before attempting surgery, a new surgeon should have training in basic surgical techniques and concepts. This article will present basic surgical considerations with an emphasis on rodents.

Yeni Cerrah Kemirgen Cerrahisi İlkeleri

For both scientific and animal welfare reasons, training in basic surgical concepts and techniques should be undertaken before ever seeking to perform ...

Whole-mount Immunohistochemical Analysis for Embryonic Limb Skin Vasculature: a Model System to Study Vascular Branching Morphogenesis in Embryo

Whole-mount immunohistochemical analysis for imaging the entire vasculature is pivotal for understanding the cellular mechanisms of branching morphogenesis. We have developed the limb skin vasculature model to study vascular development in which a pre-existing primitive capillary plexus is reorganized into a hierarchically branched vascular network. Whole-mount confocal microscopy with multiple labelling allows for robust imaging of intact blood vessels as well as their cellular components including endothelial cells, pericytes and smooth muscle cells, using specific fluorescent markers. Advances in this limb skin vasculature model with genetic studies have improved understanding molecular mechanisms of vascular development and patterning. The limb skin vasculature model has been used to study how peripheral nerves provide a spatial template for the differentiation and patterning of arteries. This video article describes a simple and robust protocol to stain intact blood vessels with vascular specific antibodies and fluorescent secondary antibodies, which is applicable for vascularized embryonic organs where we are able to follow the process of vascular development.

We introduce a whole-mount immunohistochemistry and laser scanning confocal microscopy with multiple labelling for analyzing intricate vascular network formation in mouse embryonic limb skin.

Embriyonik Ekstremite Cilt damarları Tüm montaj İmmünohistokimyasal Analizi: Embriyo vasküler dallanma Morphogenesis Eğitim Model Sistemi

Whole-mount immunohistochemical analysis for imaging the entire vasculature is pivotal for understanding the cellular mechanisms of branching ...

Genetic and Biochemical Approaches for In Vivo and In Vitro Assessment of Protein Oligomerization: The Ryanodine Receptor Case Study

Oligomerization is often a structural requirement for proteins to accomplish their specific cellular function. For instance, tetramerization of the ryanodine receptor (RyR) is necessary for the formation of a functional Ca2+ release channel pore. Here, we describe detailed protocols for the assessment of protein self-association, including yeast two-hybrid (Y2H), co-immunoprecipitation (co-IP) and chemical cross-linking assays. In the Y2H system, protein self-interaction is detected by &#946;-galactosidase assay in yeast co-expressing GAL4 bait and target fusions of the test protein. Protein self-interaction is further assessed by co-IP using HA- and cMyc-tagged fusions of the test protein co-expressed in mammalian HEK293 cells. The precise stoichiometry of the protein homo-oligomer is examined by cross-linking and SDS-PAGE analysis following expression in HEK293 cells. Using these different but complementary techniques, we have consistently observed the self-association of the RyR N-terminal domain and demonstrated its intrinsic ability to form tetramers. These methods can be applied to protein-protein interaction and homo-oligomerization studies of other mammalian integral membrane proteins.

Genetic and Biochemical Approaches for In Vivo and In Vitro Assessment of Protein Oligomerization: The Ryanodine Receptor Case Study

Oligomerization of the ryanodine receptor, a homo-tetrameric ion channel mediating Ca2+ release from intracellular stores, is critical for skeletal and cardiac muscle contraction. Here, we present complementary in vivo and in vitro methods to detect protein self-association and determine homo-oligomer stoichiometry.

Genetik ve biyokimyasal Yaklaşımlar<em&gt; İn Vivo</em&gt; ve<em&gt; İn Vitro</em&gt; Protein oligomerization Değerlendirilmesi: Riyanodin Reseptör Vaka Çalışması

Oligomerization is often a structural requirement for proteins to accomplish their specific cellular function. For instance, tetramerization of the ...

Methods for the Determination of Rates of Glucose and Fatty Acid Oxidation in the Isolated Working Rat Heart

The mammalian heart is a major consumer of ATP and requires a constant supply of energy substrates for contraction. Not surprisingly, alterations of myocardial metabolism have been linked to the development of contractile dysfunction and heart failure. Therefore, unraveling the link between metabolism and contraction should shed light on some of the mechanisms governing cardiac adaptation or maladaptation in disease states. The isolated working rat heart preparation can be used to follow, simultaneously and in real time, cardiac contractile function and flux of energy providing substrates into oxidative metabolic pathways. The present protocol aims to provide a detailed description of the methods used in the preparation and utilization of buffers for the quantitative measurement of the rates of oxidation for glucose and fatty acids, the main energy providing substrates of the heart. The methods used for sample analysis and data interpretation are also discussed. In brief, the technique is based on the supply of 14C- radiolabeled glucose and a 3H- radiolabeled long-chain fatty acid to an ex vivo beating heart via normothermic crystalloid perfusion. 14CO2 and 3H2O, end byproducts of the enzymatic reactions involved in the utilization of these energy providing substrates, are then quantitatively recovered from the coronary effluent. With knowledge of the specific activity of the radiolabeled substrates used, it is then possible to individually quantitate the flux of glucose and fatty acid in the oxidation pathways. Contractile function of the isolated heart can be determined in parallel with the appropriate recording equipment and directly correlated to metabolic flux values. The technique is extremely useful to study the metabolism/contraction relationship in response to various stress conditions such as alterations in pre and after load and ischemia, a drug or a circulating factor, or following the alteration in the expression of a gene product.

The following protocol describes the preparation and utilization of buffers for the quantitative measurement of rates of glucose and fatty acid oxidation in the isolated working rat heart. The methods used for sample analysis and data interpretation are also discussed.

İzole Çalışma Sıçan Kalp Glukoz ve Yağ Asidi Oksidasyonu Oranlarının Belirlenmesine Yöntemleri

The mammalian heart is a major consumer of ATP and requires a constant supply of energy substrates for contraction. Not surprisingly, alterations of ...

Measurement of Oxygen Consumption Rates in Intact Caenorhabditis elegans

Optimal mitochondrial function is critical for healthy cellular activity, particularly in cells that have high energy demands like those in the nervous system and muscle. Consistent with this, mitochondrial dysfunction has been associated with a myriad of neurodegenerative diseases and aging in general. Caenorhabditis elegans have been a powerful model system for elucidating the many intricacies of mitochondrial function. Mitochondrial respiration is a strong indicator of mitochondrial function and recently developed respirometers offer a state-of-the-art platform to measure respiration in cells. In this protocol, we provide a technique to analyze live, intact C. elegans. This protocol spans a period of ~7 days and includes steps for (1) growing and synchronization of C. elegans, (2) preparation&#160;of compounds to be injected and hydration of probes, (3) drug loading and cartridge equilibration, (4) preparation of worm assay plate and assay run, and (5) post-experiment data analysis.

Measurement of Oxygen Consumption Rates in Intact Caenorhabditis elegans

Mitochondrial respiration is critical for organismal survival; therefore, oxygen consumption rate is an excellent indicator of mitochondrial health. In this protocol, we describe the use of a commercially available respirometer to measure basal and maximal oxygen consumption rates in live, intact, and freely-motile Caenorhabditis elegans.

Oksijen tüketimi oranlarında sağlam Caenorhabditis elegans ölçümü

Optimal mitochondrial function is critical for healthy cellular activity, particularly in cells that have high energy demands like those in the nervous ...

Intrathoracic Injection for the Study of Adult Zebrafish Heart

The adult zebrafish heart provides a powerful model in cardiac regeneration research. Although the strength of this system is based on transgenic approaches, a rapid delivery of exogenous factors provides a complementary technique in functional studies. Here, we present a method that relies on administration of a few microliters of solution into the pericardial cavity without causing myocardial damage. Intrathoracic (IT) injections can efficiently deliver proteins and chemical compounds directly onto the heart surface. The injected substances diffuse through the epicardium into the underlying cardiac tissues. Compared to intraperitoneal (IP) injections, the main advantage of intrathoracic injections is the focal administration of the tested factors on the target organ. The delivery of molecules directly into the pericardium is a suitable strategy for studies of cardiac preconditioning and regeneration in adult zebrafish.

This method relies on the injection of 0.5&#8722;3 &#956;L of solution into the thorax of adult zebrafish. The procedure efficiently delivers proteins and chemical compounds into the proximity of the zebrafish heart without damaging the organ. The approach is suitable for testing effects of exogenous factors on various tissues of the heart.

Yetişkin zebrafish kalp çalışması için intratorasik enjeksiyon

The adult zebrafish heart provides a powerful model in cardiac regeneration research. Although the strength of this system is based on transgenic ...

Mass Spectrometry Analysis to Identify Ubiquitylation of EYFP-tagged CENP-A (EYFP-CENP-A)

Studying the structure and the dynamics of kinetochores and centromeres is important in understanding chromosomal instability (CIN) and cancer progression. How the chromosomal location and function of a centromere (i.e., centromere identity) are determined and participate in accurate chromosome segregation is a fundamental question. CENP-A is proposed to be the non-DNA indicator (epigenetic mark) of centromere identity, and CENP-A ubiquitylation is required for CENP-A deposition at the centromere, inherited through dimerization between cell division, and indispensable to cell viability.
Here we describe mass spectrometry analysis to identify ubiquitylation of EYFP-CENP-A K124R mutant suggesting that ubiquitylation at a different lysine is induced because of the EYFP tagging in the CENP-A K124R mutant protein. Lysine 306 (K306) ubiquitylation in EYFP-CENP-A K124R was successfully identified, which corresponds to lysine 56 (K56) in CENP-A through mass spectrometry analysis. A caveat is discussed in the use of GFP/EYFP or the tagging of high molecular weight protein as a tool to analyze the function of a protein. Current technical limit is also discussed for the detection of ubiquitylated bands, identification of site-specific ubiquitylation(s), and visualization of ubiquitylation in living cells or a specific single cell during the whole cell cycle.
The method of mass spectrometry analysis presented here can be applied to human CENP-A protein with different tags and other centromere-kinetochore proteins. These combinatory methods consisting of several assays/analyses could be recommended for researchers who are interested in identifying functional roles of ubiquitylation.

Mass Spectrometry Analysis to Identify Ubiquitylation of EYFP-tagged CENP-A EYFP-CENP-A

CENP-A ubiquitylation is an important requirement for CENP-A deposition at the centromere, inherited through dimerization between cell division, and indispensable to cell viability. Here we describe mass spectrometry analysis to identify ubiquitylation of EYFP-tagged CENP-A (EYFP-CENP-A) protein.