Belastungs-Hitzschlag-Mausmodell: Ein Protokoll zur Untersuchung der Mechanismen, die dem Belastungs-Hitzschlag zugrunde liegen

Hitzschlag (EHS) wird durch einen raschen Anstieg der Körpertemperatur aufgrund körperlicher Überanstrengung unter heißen und feuchten Bedingungen verursacht, was zu neurologischen Funktionsstörungen und Multiorganschäden führt.

Um ein präklinisches Modell für EHS zu erstellen, nehmen Sie eine Maus, der ein Radiotelemetriegerät implantiert wurde, das eine kontinuierliche Überwachung der Körperkerntemperatur ermöglicht. Stellen Sie die Maus in eine künstliche Klimakammer, die mit einem Zwangslaufrad und einem Temperaturüberwachungsgerät ausgestattet ist.

Stellen Sie die Temperatur auf Umgebungswerte ein, um die Maus an die Kammer zu gewöhnen. Sobald die Maus stabil ist, notieren Sie ihr Körpergewicht. Stellen Sie als Nächstes die Temperatur und Luftfeuchtigkeit der Kammer auf die Zielwerte ein. Umgeben Sie gleichzeitig die Kammer mit einem Verdunkelungsvorhang, um Lichtstörungen zu reduzieren.

Sobald die Kammer ihre Zielbedingungen erreicht hat, öffnen Sie schnell die Kammertür und setzen Sie die Maus auf das Zwangslaufrad. Beginnen Sie, das Rad zu bewegen und erhöhen Sie allmählich die Geschwindigkeit. Die Körpertemperatur der Maus steigt durch die Anstrengung an. Nachdem die Maus ihre maximale Kerntemperatur erreicht hat, halten Sie die Drehzahl des Lenkrads konstant.

Beobachten Sie die Maus auf Anzeichen von Erschöpfung, um das Rad anzuhalten. Nehmen Sie anschließend die Maus aus der künstlichen Klimakammer und wiegen Sie sie. Bringen Sie die Maus in ihren Käfig und lassen Sie das Tier bei Umgebungstemperatur erholen.

Platzieren Sie die Maus in der Nacht vor dem Hitzschlagprotokoll bei Raumtemperatur in der Klimakammer, um sich an die Kammer zu gewöhnen. Verwenden Sie das Datenerfassungssystem, um die kontinuierliche Kerntemperatur (Tc) zu erfassen, die über Nacht in 30-Sekunden-Intervallen gemittelt wird. Stellen Sie am Morgen des Hitzschlagprotokolls sicher, dass sich die Maus auf oder unter dem normalen Bereich der Tagestemperatur von 36 bis 37,5 Grad Celsius befindet, bevor Sie die Kammertemperatur erhöhen, um sicherzustellen, dass die Maus während dieser Zeit kein Fieber hat oder übermäßigem Stress ausgesetzt war.

Sobald die Maus stabil ist und sich in einem Bereich der normalen Ruhekerntemperatur befindet, entfernen Sie das Futter und das Wasser und wiegen Sie das Tier. Schließen Sie die Kammertür und erhöhen Sie die Kammertemperatur auf einen Zielwert von 37,5 Grad Celsius und 40 % bis 50 % relativer Luftfeuchtigkeit oder die gewünschte Umgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit. Überprüfen Sie die Temperatur und Luftfeuchtigkeit der Kammer mit einem kalibrierten Temperatur- und Feuchtigkeitsmonitor.

Umgeben Sie die Kammer mit einem Verdunkelungsvorhang, um Licht und Störungen während des Protokolls so gering wie möglich zu halten. Überwachen Sie die Maus während des Protokolls kontinuierlich über ferngesteuerte IR-beleuchtete Kameras. Fokussieren Sie die zweite Kamera auf den Temperatur- und Feuchtigkeitsmonitor, der in der Nähe des Laufrads platziert ist. Nehmen Sie Anpassungen am Regler für den Sollwert der Klimakammer vor, um genaue Temperaturmesswerte in der Nähe des Tieres zu gewährleisten.

Sobald die Kammer ihre Zieltemperatur erreicht hat, die von der zweiten Kamera am Temperaturmonitor gemessen wird, öffnen Sie schnell die Kammertür und setzen Sie die Maus in das Zwangslaufrad. Starten Sie das Protokoll des Zwangslaufrads bei einer Geschwindigkeit von 2,5 Metern pro Minute und erhöhen Sie die Geschwindigkeit alle 10 Minuten um 0,3 Meter pro Minute, bis die Maus eine Kerntemperatur von 41 Grad Celsius erreicht.

Sobald die Kerntemperatur erreicht ist, lassen Sie die Geschwindigkeit konstant bleiben, bis eine Symptomeinschränkung eintritt, die durch einen offensichtlichen Bewusstseinsverlust, einen Rückwärtssturz oder eine Ohnmacht und die Unfähigkeit, weiterzulaufen oder sich am Rad festzuhalten, gekennzeichnet ist. Bestätigen Sie den Zeitpunkt, zu dem die Maus das Rad dreimal rückwärts dreht, ohne dass eine körperliche Reaktion zu erkennen ist. Alternativ können Sie einen humanen Endpunkt gemäß den lokalen IACUC-Regeln identifizieren, um zu bestimmen, wann das Protokoll gestoppt werden soll. Dieser Endpunkt liegt bei praktisch allen Mäusen leicht über der Symptomlimitierung.

Um das Schnellkühlprotokoll durchzuführen, stoppen Sie das Rad, sobald die Maus die Symptombegrenzung erreicht hat, und entfernen Sie die Maus sofort aus dem erzwungenen Laufrad. Wiegen Sie die Maus und setzen Sie sie wieder in ihren Käfig, um sich bei Raumtemperatur zu erholen. Lassen Sie während dieser Zeit die Kammertür offen und stellen Sie den Sollwert des Inkubators auf Raumtemperatur zurück, damit die Kammer schnell abkühlen kann, was zu einer langfristigen Überlebensrate von mehr als 99 % führt.