Mesures de paramètres physiologiques cardiovasculaires

Transcription

1 Mesures de paramètres physiologiques cardiovasculaires

2 1 - Les différentes conditions de mesure 2 - Exemples de paramètres mesurés 3 - Exemples de différents modèles animaux

3 Les différentes conditions de mesure : Animaux anesthésies Animaux en contention Modèles par cathéter Modèles par télémétrie

4 Animaux anesthésies Résultats différents par rapport a l animal conscient Effet dépresseur sur le système respiratoire Effets sur le débit sanguin, PA, FC Risque d interaction avec le produit testé

5 Animaux anesthésies FC (bpm) PA (mmhg) Isoflurane ~ 340 ~ 90 Phénobarbital ~ 420 ~ 140 Uréthane ~ 320 ~ 90 Chloralose ~ 320 ~ 90 Courtesy of UCB Pharma, Belgium

6 Animaux anesthésies Modèle adapté aux études aigues, répétées peu souvent, avec souvent sacrifice de l animal en fin d étude.

7 Animaux en contention

8 Animaux en contention Stress Variabilité des données: plus d animaux nécessaires Difficulté de mesurer sur des longues périodes Manipulation importante

9 Animaux en contention Peu ou pas invasif: animal intègre Adapte aux études aigues ou sub-chroniques

10 Mesure de pression non-invasive sur le rat

11 Mesure de pression non-invasive sur le rat Stress, élévation de la température corporelle: relevance des données mesurées? Répétition nécessaire des mesures Mesure coûteuse en personnel

12 Mesure de pression non-invasive sur le rat Adaptée a une mesure ponctuelle approximative Animal intègre nécessaire

13 Effets sur la fréquence cardiaque (FC) de la contention pour mesure de pression sur la queue sur rats SHR implantes en télémétrie (N=6) Graph: Tail Cuff restraint on HR * * * Animaux places en contention pendant 30 min.

14 Effets sur la pression artérielle (PA) de la contention pour mesure de pression sur la queue sur rats SHR implantes en télémétrie (N=6) * * * Animaux places en contention pendant 30 min.

15 Les souris peuvent être stressées aussi Exercising Restraint in Measuring Blood Pressure in Conscious Mice Volkmar Gross, Friedrich C. Luft, Hypertension. 2003;41: )

16 Système par cathéter et câbles Risque de contamination Stress Bruit sur EEG/ECG EEG: sommeil nonphysiologique Maintenance élevée Préparation chirurgicale

17 Système par cathéter et câbles Peu couteux a la mise en place Adapte aux études aigues ou sub-chroniques

18 Effets de la mise en harnais sur la PA de rats SHR implantes en télémétrie * * = mise en harnais Hours Hours

19 Hours Effets de la mise en harnais sur la FC de rats SHR implantes en télémétrie * = mise en harnais *

20 Modèles par télémétrie

21 Animaux en télémétrie Peu ou pas de stress De vrais données physiologiques, reproductibles, obtenues avec moins d animaux (moins de produit) Mesures automatisées Meilleure éthique animale: 3R s Sécurité accrue pour animal et expérimentateur Adapté aux protocoles aigus répétés ou chroniques

22 Animaux en télémétrie Préparation chirurgicale nécessaire Période de récupération post-implantation: 3 a 4 jours pour retour de rythme circadien et prise pondérale normale. 7 jours de récupération pour les rongeurs, 7 a 14 jours pour les gros animaux Stress pour traitement ou prélèvement Investissement initial relativement élevé

23 Valeurs de base pour rat vigile selon la technique FC (bpm) PA (mmhg) Contraint ~400 ~140 Cathéter ~380 ~120 Télémétrie ~310 ~100 Courtesy of UCB Pharma, Belgium

24 Reproductibility in baseline heart rate and blood pressure after period as long as 4 months Day 1 Day months HR (bpm) mean of n= a.m 18p.m. 06a.m.. time Light cycle Dark cycle BP (mmhg) 150 Day Day months a.m. 18p.m. 06a.m. time mean of n=4 Courtesy of UCB Pharma, Belgium

25 Température, activité et PA sur rat 30 jours suivant implantation J3-J6: J6: reprise de rythme circadien J3-J6: J6: retour niveau normal d activited J0: implantation J4: retour niveaux normaux de pression

26 Composants du système: implants

27 Implants et paramètres Pression (artérielle, vésicale, etc.) Biopotentiels (ECG, EEG, EMG) Température Activité motrice Fréquence respiratoire

28 Mesure de pression

29 Mesure de pression sur le rat

30 Mesure de pression sur le rat

31 Mesure de pression sur la souris

32 Mesure de pression sur la souris

33 ECG placements ETA/CTA Transmitter implanted in peritoneal cavity with leads exiting to subcutaneous Lead II configuration ETA/CTA D70 Transmitter implant s.c. at flank Lead II Placement of electrodes

34 Composants du système: récepteurs

35 Récepteurs Récepteurs pour cage plastique pour rongeur

36 Exemple de système rongeur

37 Récepteur pour gros animal, en cage métallique

38 Composants du système: acquisition

39 Système d acquisition Permet de configurer le protocole Enregistrer et visualiser les données Manipuler, Analyser ou exporter les données Conforme aux exigences BPL et de traçabilité des données électroniques (FDA 21CFR part 11)

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42 Visualisation en temps réel

43 Exemples de paramètres mesurés : Pression Débit Paramètres cardiaques Circulation cérébrale

44 Mesure de pression

45 Mesure de pression

46 Mesure de pression

47 Mesure de débit

48 Mesure de paramètres cardiaques Echocardiographie Doppler

49 Mesure de paramètres cardiaques Echocardiographie Doppler : dimension ventriculaire et contractilité

50 Mesure de paramètres cardiaques Echocardiographie Doppler : vitesse et sens des flux sanguins VE VA

51 Mesure de paramètres cardiaques Echocardiographie en mode M couleur : vitesse de propagation du flux sanguin

52 Méthodes d exploration de la circulation cérébrale Fenêtre crânienne Système vidéo Diamètre interne (DI, µm) Microscope Micropipette Liquide céphalorachidien (LCR) Servo-null Pression artériolaire (mmhg) Laser Doppler Débit sanguin cérébral (DSC, au)

53 Méthodes d exploration de la circulation cérébrale Fenêtre crânienne Veine 1 cm Artériole cérébrale

54 Méthodes d exploration de la circulation cérébrale Fenêtre crânienne V A D 50 µm

55 Méthodes d exploration de la circulation cérébrale Fenêtre crânienne 10µm Surface de la paroi des artérioles cérébrales (CSA, µm 2 )

56 Méthodes d exploration de la circulation cérébrale Fenêtre crânienne WKY SHRSP A A M M I * * I

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58 Exemples de différents modèles animaux :

59 Exemples de différents modèles animaux : Strain Disease Characteristics Dahl/SS JCR SHHF SHR SHROB Stroke Prone SHR ZDF ZSF1 Zucker Insulin Resistance Nephropathy Hypertension Hypercholesterolemia Congestive Heart Failure Insulin Resistance Ischemic and Artherosclerotic Lesions Congestive Heart Failure Hypercholesterolemia Insulin Resistance Hyperinsulinemia Congestive Heart Failure Non Insulin Dependent Diabetic Models (NIDDM) Obesity Hypertension Hypercholesterolemia Hypertension Congestive Heart Failure Hyperinsulinemia Hypercholesterolemia Insulin Resistance Congestive Heart Failure Obesity Nephropathy Hypertension Insulin Resistance Congestive Heart Failure Hypercholesterolemia Hypertension Insulin Resistance Nephropathy Fasting Hyperglycemia Non Insulin Dependent Diabetic Models (NIDDM) Congestive Heart Failure Nephropathy Hypercholesterolemia Insulin Resistance Congestive Heart Failure Non Insulin Dependent Diabetic Models (NIDDM) Obesity Hypertension Hypercholesterolemia Insulin Resistance Congestive Heart Failure Obesity Hypercholesterolemia

60 Exemples de différents modèles animaux : Hypertension Hypercholestérolémie Insuffisance rénale

61 Modèle de rats hypertendus Rats génétiquement hypertendus Modèles d hypertension artérielle secondaire

62 Modèle de rats hypertendus Rats génétiquement hypertendus Modèles d hypertension artérielle secondaire

63 Modèle de souris apoe -/- = modèle expérimental d athérosclérose: (Wang YX, Am J Physiol Heart Circ Physiol, 2000)

64 Modèle d insuffisance rénale souris C57BL/6J (témoin / IR) souris apoe -/- (témoin / IR) souris C57BL/6J souris apoe -/- électrocoagulation à 8 semaines néphrectomie à 10 semaines témoin urémique urémique témoin