Criteria for the multiple use of isolated perfused hearts in electrophysiological and metabolic experiments / Kriterien für die Mehrfachnutzung von isoliert perfundierten Schweineherzen für elektrophysiologische und metabolische Untersuchungen
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Inga Grünwald
Abstract
Both ethical and economic restrictions limit the availability of porcine hearts for in vitro perfusion experiments. Therefore, we tested the feasibility of multiple use of in vitro perfused working hearts for electrophysiological and metabolic investigations. Pig hearts (n=7) rejected for originally planned haemodynamic measurements because of exclusion criteria were perfused in a four-chamber working heart mode. All hearts were kept in steady-state conditions on a low haemodynamic level over 2 h during 75-channel ECG recordings and NADH fluorescence measurements before and after norepinephrine (NE) was administered. QRS and QT interval durations were in a range comparable to in vitro studies and, like QRS and T amplitudes, were found to be sensitive markers of the changing condition of the isolated heart preparation, as myocardial oedema leads to prolonged QRS and QT intervals and declining ECG voltage amplitudes. A change in NADH fluorescence following NE administration was observed in the first 150 min of perfusion, but not later. Considering a time frame of 120 min, multiple use of isolated perfused porcine hearts with low-level haemodynamics may allow a broad spectrum of investigations and could therefore represent a possibility of overcoming the restricted availability of porcine hearts.
Zusammenfassung
Ethische und ökonomische Beschränkungen limitieren die Verfügbarkeit von Schweineherzen für die Perfusion in vitro. Aus diesem Grund wurde in der vorliegenden Studie die Möglichkeit der Mehrfachnutzung von perfundierten Working Hearts für elektrophysiologische und metabolische Untersuchungen getestet. Schweineherzen (n=7), die aufgrund von Ausschlusskriterien nicht für die ursprünglich geplanten hämodynamischen Untersuchungen verwendet werden konnten, wurden in vitro im Vierkammer-Working-Heart-Modus perfundiert. Alle Herzen konnten für 2 Stunden auf niedrigem hämodynamischen Level stabil gehalten werden. Es wurden 75-Kanal-EKG-Aufzeichnungen und NADH-Fluoreszenzmessungen vor und nach Noradrenalin-Verabreichung durchgeführt. Die Dauer der QRS- und QT- Intervalle war im Bereich von vergleichbaren in vitro-Studien. Sie konnten ebenso wie die QRS- und T-Amplituden als sensitive Marker für den Zustand des isoliert perfundierten Herzens erkannt werden, da die Entwicklung eines myokardialen Ödems mit der Verlängerung der QRS- und QT-Intervalle sowie mit abnehmenden EKG-Spannungsamplituden einher geht. Die Verabreichung von Noradrenalin bewirkte eine Änderung der NADH-Fluoreszenz in den ersten 150 Minuten der Perfusion, jedoch nicht danach. Wird ein Zeitfenster von 120 Minuten beachtet, erlaubt die Mehrfachnutzung von isoliert perfundierten Schweineherzen ein breites Spektrum an Untersuchungen und ist deshalb ein möglicher Weg, der beschränkten Verfügbarkeit von Schweineherzen zu begegnen.
©2008 by Walter de Gruyter Berlin New York
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