Ecocardiografie cu ultrasunete de înaltă frecvență pentru a evalua protocolul funcției cardiace pește zebră

rezumat

Descriem un protocol pentru a evalua morfologia și funcția inimii la peștele zebră adult utilizând ecocardiografie de înaltă frecvență. Metoda permite vizualizarea inimii și cuantificarea ulterioară a parametrilor funcționali, cum ar fi ritmul cardiac (HR), debitul cardiac (CO), schimbarea fracțională a zonei (FAC), fracția de ejecție (EF) și viteza.

Abstract

Introducere

La peștele zebră, inima este localizată ventral în cavitatea toracică imediat posterioară branhiilor cu atriul situat dorsal la ventricul. Atriul colectează sângele venos din sinusul venos și îl transferă în ventricul unde este apoi pompat către bulbus arterios(figura 1). Aici, descriem un protocol fiziologic subacvatic pentru a evalua funcția cardiacă la peștele zebră adult prin ecocardiografie neinvazivă utilizând o sondă cu ultrasunete liniară cu o frecvență centrală de 50 MHz pentru imagistică. În modul B la o rezoluție de 30 m. Deoarece undele cu ultrasunete pot călători cu ușurință prin apă, menținerea proximității între pești și sonda de scanare subacvatică oferă o zonă de contact suficientă pentru detectarea cardiacă fără a fi nevoie de gel cu ultrasunete și, în general, este mai puțin stresantă pentru pești. Deși sisteme alternative de ecocardiografie a peștilor zebra au fost raportate de mai mulți autori 9, 12, 13, aici vă prezentăm configurarea generală și cea mai frecvent utilizată care se aplică ultrasunetelor de înaltă frecvență la animale.

Metoda permite imagistica de înaltă rezoluție a inimilor adulților zebră, urmărirea structurilor cardiace și cuantificarea vitezelor de vârf ale măsurătorilor de flux sanguin Doppler. Arătăm cuantificarea fiabilă in vivo a parametrilor sistolici și diastolici importanți, cum ar fi fracția de ejecție (EF), schimbarea sectorului fracțional (FAC), fluxul și fluxul de sânge ventricular, viteza cardiacă (FC) și debitul cardiac (CO). Ajutăm la stabilirea unei game fiabile de parametri funcționali și dimensionali adulți sănătoși ai peștelui zebră pentru a permite o evaluare mai precisă a stărilor bolii. În general, oferim o metodă robustă de evaluare a funcției cardiace la peștele zebră, care s-a dovedit a fi extrem de utilă în stabilirea și validarea modelelor de boli de inimă 6, 16, leziuni cardiace și recuperare 10, 13 și regenerare 11, 12 și poate fi utilizat în continuare pentru a evalua potențialele medicamente.

Abonament necesar. Vă rugăm să recomandați JoVE bibliotecarului dvs.

Protocol

Toate procedurile de pește zebră au fost aprobate de Comitetul nostru instituțional de îngrijire și utilizare a animalelor și sunt conforme cu Legea privind bunăstarea animalelor din USDA.

1. Configurare experimentală

2. Manipularea peștilor

NOTĂ: Peștele zebră utilizat în acest studiu a fost un bărbat adult în vârstă de 11 luni din tulpina de tip sălbatic AB/Tuebingen (AB/TU). Peștele zebră a fost ținut într-un sistem de acvariu autonom la 28 ° C într-un ciclu de lumină constantă stabilit ca 14 h lumină/10 h întuneric. Peștele zebră a fost hrănit de două ori pe zi cu creveți salmi (Artemia nauplii) și fulgi de alimente uscate.

3. Achiziționarea imaginii

NOTĂ: A se vedea masa materială pentru sistem de imagistică și software de analiză a imaginii.

4. Recuperarea peștilor

De îndată ce achiziționarea imaginii este completă, folosind o linguriță, transferați peștele în sistemul regulat de apă aerată fără tricaină și permiteți peștelui să se recupereze (de obicei durează 30 s până la 2 minute pentru a relua mișcarea ramurilor și înotul).
Pentru a ajuta la recuperare, stropiți apa de mai multe ori peste branhii folosind o pipetă de transfer pentru a ajuta aerarea apei și transferul de oxigen.

5. Analiza imaginii

Abonament necesar. Vă rugăm să recomandați JoVE bibliotecarului dvs.

Rezultate reprezentative

Protocolul descris permite măsurarea parametrilor cardiaci dimensionali și funcționali importanți, analogi tehnicii utilizate în ecocardiografia umană și animală. Imaginile în modul B permit urmărirea peretelui ventricular intern în sistolă și diastolă (Figura 5) și obține date dimensionale, cum ar fi dimensiunile camerei și ale peretelui, precum și date funcționale, cum ar fi ritmul cardiac, volumul accidentului vascular cerebral și debitul cardiac, precum și parametrii funcției sistolice ventriculare, cum ar fi schimbarea zonei fracționate și fracționarea fracționării(tabelul 1). Măsurătorile la supapa atrioventriculară folosind imagini color Doppler oferă, de asemenea, rate de intrare ventriculară și ieșire de sânge (rata la care sângele se umple și iese din ventricul, respectiv) (Figura 3 și tabelul 1).

Parametrii obținuți în acest studiu au fost comparabili cu cei raportați în studiile anterioare folosind condiții experimentale similare 6, 16, 17 (Tabel1), demonstrând în continuare reproductibilitatea metodei. În general, arătăm că folosind acest protocol detaliat se poate evalua în mod eficient și consecvent funcția cardiacă a peștilor zebră, care este esențială atunci când se compară diferite fenotipuri cardiace în timpul unui studiu.