Name: Impedanz-Pneumographie zur minimalinvasiven Messung der Herzfrequenz bei Wirbellosen im Spätstadium (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-04-04T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 25 s
Description: Lernen Sie die Impedanz-Pneumographie zur minimalinvasiven Herzfrequenzmessung bei juvenilen amerikanischen Hummern unter thermischem Stress. Diese Methode ermöglicht Echtzeitdatenerfassung und Bestimmung thermischer Leistungsgrenzen.

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Die Autoren danken Paul Rawson für die Laborunterstützung und dem Preis der National Science Foundation IIA-1355457 an Maine EPSCoR an der University of Maine für die Mittel für den Kauf von Geräten. Dieses Projekt wurde vom USDA National Institute of Food and Agriculture, Hatch Projektnummer MEO-21811 durch die Maine Agricultural and Forest Experiment Station sowie dem NOAA National Marine Fisheries Service Saltonstall Kennedy Grant #18GAR039-136 unterstützt. Die Autoren danken auch drei anonymen Rezensenten für ihre Kommentare zu einer früheren Version dieses Manuskripts. Maine Agricultural and Forest Experiment Station Publikation Nummer 3733.

1. Ausrüstungsaufbau
<ol><li>Wrap klare, formbare Schläuche um sich selbst, um eine wärmeaustauschende Spule zu schaffen, die etwa 8–10 cm im Durchmesser ist und Verlängerungen von 40–70 cm Länge hat. Sichern Sie die Spule mit elektrischem Klebeband.</li>
	<li>Befestigen Sie die Wärmeaustauschspule an der externen Zufuhr und den Rücklaufarmaturen eines Kühl-/Heizwasserbades. Stellen Sie sicher, dass die Verbindung mit Schlauchklemmen sicher ist.</li>
	<li>Füllen Sie den Brunnen des kühl-/heizzirkulierenden Wasserbades mit Umkehrosmose (RO) Wasser und schließen Sie das Netzkabel an einen Ausgang an. Schalten Sie das Wasserbad ein und stellen Sie sicher, dass es keine Leckagen in der Verbindung mit der Wärmeaustauschspule gibt.</li>
	<li>Richten Sie den Impedanz-Convertor ein, indem Sie das schwarze BNC-Kabel an den AC-Ausgang des Geräts anschließen und es über den Kanal 1-Port mit dem Datenlogger (Tabelle der Materialien) verbinden.</li>
	<li>Schließen Sie den Thermoelement-Sonden (Temperaturschreiber) an den T-Typ-Pod an, und schließen Sie dann den T-Typ-Pod an den Kanal 2-Port des Datenloggers an.</li>
	<li>Schließen Sie das Netzkabel des Datenloggers an ein Netzteil an und schließen Sie den Datenlogger über den USB-Kabelanschluss an einen PC-Computer an.</li>
	<li>Füllen Sie die Akklimatisierungskammer und Versuchsarena mit 7,5 l künstlichem Meerwasser (Salzgehalt = 35 ppt, pH = 8,1, Temperatur = 12 °C). HINWEIS: Volumen, Temperatur und Chemie des Wassers, das für die Akklimatisierungskammer und die Startbedingungen in der Versuchsarena benötigt wird, hängen von der experimentellen Konstruktion ab. Wichtig ist, dass diese Behälter groß genug sein müssen, um den Testgegenstand bequem unter Wasser zu setzen.</li>
</ol>2. Implantation von Elektroden
<ol><li>Legen Sie den Hummer auf einen Kunststoffrost, der leicht in die Experimentierarena passt, so dass der Körper bequem eine Y-Form an einem Ende des Rechtecks macht.</li>
	<li>Sichern Sie die Krallen und den Bauch des Hummers vorsichtig mit kleinen Kabelbindern am Kunststoffrost. Die Kabelbinder sollten fest genug sein, um Bewegung zu verhindern, aber Raum für chirurgische Scheren lassen, um sie nach Abschluss des Experiments zu entfernen.</li>
	<li>Trocknen Sie den Panzer mit einem Papiertuch ab und reinigen Sie ihn mit einer In 70% Ethanol getränkten Baumwollkugel.</li>
	<li>Erstellen Sie die Löcher für die Elektroden.<ol>
<li>Mit einem kleinen Bohrer (z.B. 1,6 mm) bohren Sie langsam und vorsichtig zwei kleine Löcher (fast) durch den Panzer auf beiden Seiten des Perikards.</li>
		<li>Beenden Sie jedes Loch, indem Sie vorsichtig eine sterile Sezierender Nadel einsetzen.</li>
		<li>Wenn die Nadel nicht leicht durch den Panzer geht, fahren Sie fort, langsam von Hand zu bohren, bevor Sie die Nadel erneut versuchen. HINWEIS: Um Stress bei Versuchstieren zu minimieren, wird dringend empfohlen, diese Technik vor dem Experimentieren zu praktizieren. Im Laufe der Zeit können Benutzer leicht bestimmen, indem sie fühlen, wann der Bohrer fast durch den Panzer ist und auf die Nadel umschalten. Handbohren eignet sich für Hummer und Krebse, besonders wenn das Exoskelett weich ist (d.h. das Tier hat sich vor kurzem geschmolzen). Wenn der Testgegenstand jedoch über ein dickeres Exoskelett oder eine dickere Schale (d. h. eine Muschel) verfügt, ist ein Dremel-Werkzeug besser geeignet.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Besorgen Sie sich die Elektroden (36–38 G Magnetdraht, 0,10–0,12 mm Durchmesser) und kratzen Sie mit einer sezierenden Messerklinge ein kleines Stück Isolierung an der Drahtspitze ab. Biegen Sie vorsichtig die Spitze jedes Drahtes in einen kleinen Haken mit Zangen und legen Sie einen in jede der neu gebohrten Löcher.</li>
	<li>Sichern Sie jede Drahtleitung mit einem kleinen Tropfen Cyanoacrylatkleber und lassen Sie es 5–10 min trocknen. HINWEIS: Es ist wichtig, den Kleber sparsam zu verwenden, da das Hinzufügen zu viel den Draht wieder isoliert und verhindert, dass das Signal aufgezeichnet wird.</li>
	<li>Sobald der Kleber trocken ist, befestigen Sie den Draht führt an der Impedanz Konverter und schalten Sie es ein. Legen Sie den Hummer in die Akklimatisierungskammer und lassen Sie ihn 15–20 min an die implantierten Elektroden gewöhnen. HINWEIS: Schnelle oder störende Bewegungen sowie unvollständig getrockneter Leim können dazu führen, dass sich die Elektroden vom Panzer lösen. Wenn dies der Fall ist, kehren Sie zu Schritt 2.6 zurück.</li>
	<li>Schalten Sie den Datenlogger ein, und öffnen Sie die LabChart-Software auf dem Computer. Klicken Sie auf Neues Experiment, und lassen Sie den Bildschirm Diagrammansicht geöffnet.</li>
	<li>Suchen Sie in der Diagrammansichtdas Menü Kanalfunktion für Kanal 1 im rechten Bereich des Bildschirms. Wählen Sie Eingangsverstärker aus dem Menü und wählen Ac Coupling. Das eingehende Signal des Testsubjekts wird nun in Echtzeit auf dem Bildschirm angezeigt. HINWEIS: Die Empfindlichkeit des Kanals kann durch Auswahl des Popup-Menüs Bereich eingestellt werden. Passen Sie den Bereich an, bis die Signalspitzen 25 %–75 % der gesamten Skala betragen. Schließen Sie den Eingabeverstärker, indem Sie auf OKklicken.</li>
	<li>Passen Sie am Impedanzkonverter die Gain (Größe) und Balance an, bis ein starkes Signal am Datenloggerausgang beobachtet wird, um den Saldo nahe Null zu halten.</li>
	<li>Wählen Sie auf Kanal 2 den T-Type-Pod aus, um Echtzeit-Temperaturdaten aufzuzeichnen.</li>
	<li>Wenn beide Kanäle richtig eingerichtet sind, klicken Sie auf die Schaltfläche Start, und der Datenlogger beginnt mit der Protokollierung der Daten.</li>
</ol>3. Temperatur-Ramping
<ol><li>Nach der Akklimatisierungszeit den Kunststoffrost mit dem befestigten Hummer vorsichtig in die Versuchsarena legen und die wärmeaustauschende Spule auf den Rost stellen.</li>
	<li>Stellen Sie die Thermoelementsonde in die Nähe des Hummers, um sicherzustellen, dass sie vollständig untergetaucht ist, bevor Sie den Deckel auf die Versuchsarena legen, um die Sehbelastung des Versuchsgegenstands zu reduzieren.</li>
	<li>Passen Sie das Gleichgewicht nach Bedarf an, und geben Sie einen Kommentar zur Ausgabe ab, in dem angegeben wird, dass die Studie begonnen hat.</li>
	<li>Die Ausgabe kann und sollte während des gesamten Experiments periodisch gespeichert werden.<ol>
<li>Klicken Sie auf Datei, und wählen Sie Speichern unter aus, um die Ausgabe zunächst auf dem Computer zu speichern.</li>
		<li>Wenn Sie während des Experiments speichern, klicken Sie auf Datei, und wählen Sie Speichernaus. HINWEIS: Obwohl die LabChart-Software Dateien im Falle eines versehentlichen Herunterfahrens des Programms wiederherstellen kann (z. B. einen Stromausfall), wird empfohlen, aktive Dateien alle 15 bis 20 min während des Experiments zu speichern, um Datenverlust zu verhindern.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Erhöhen Sie die Wassertemperatur der Versuchsarena mit einer Geschwindigkeit von 1,5 °C alle 15 min, um eine Rampe von 12 °C auf 30 °C über einen Zeitraum von 2,5 h zu erreichen, indem Sie die Temperatur des Umwälzwasserbades anpassen. HINWEIS: Die geografische Verteilung des amerikanischen Hummers erstreckt sich über einen thermischen Gradienten von 25 °C, und Einzelpersonen können sich bei Temperaturen von bis zu 30 °C16an klimatischen und überleben. Als Obergrenze für diese Temperaturrampe wurden 30 °C gewählt, da sie dafür sorgt, dass Hummer ein stressiges Szenario erleben, das nicht das kritische thermische Maximum13erreicht, was zur Sterblichkeit führen könnte. Die spezifische Rate der Erwärmung wurde ausgewählt, weil sie innerhalb einer Reihe von Erwärmungsraten fällt, die in Studien mit anderen Arten8,14 sowie früheren Forschungen über den amerikanischen Hummer13,27durchgeführt wurden. Vor der Umsetzung dieses Protokolls ist es wichtig, 1) den geeigneten Temperaturbereich für ein bestimmtes Experiment zu bestimmen und 2) eine vorgerichtliche Temperaturrampe mit einer leeren Versuchsarena durchzuführen, da dies dazu beitragen wird, die notwendige Temperaturanpassung des Wasserbades zu bestimmen, um die gewünschte Rampe zu erreichen. Dies kann auch je nach Wassermenge in der Arena variieren.</li>
	<li>Zeichnen Sie während des gesamten Temperaturrampen auf, wann immer eine Anpassung auftritt, die sich auf die Ausgabe auswirken kann.<ol>
<li>Beachten Sie, dass die Waage auf dem Impedanzkonverter wahrscheinlich während des gesamten Experiments angepasst werden muss, und dies kann zu einer unbeabsichtigten Spitze der Ausgabe führen.</li>
		<li>Da die Temperatur in der Versuchsarena beginnt, Werte außerhalb des bevorzugten thermischen Bereichs des Probanden zu erreichen, können unwillkürliche Muskelkontraktionen zu einer fehlerhaften "Spitze" in der Ausgabe führen. Wenn dies der Fall ist, geben Sie einen Kommentar ab, um Bereiche der Ausgabe zu identifizieren, die während des Datenkonvertierungsprozesses entfernt werden sollen.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Wenn die Rampe fertig ist, entfernen Sie den Hummer aus der Versuchsarena und legen Sie ihn für 20 min in ein Erholungsbad (12 °C). Wenn gewünscht, weiterhin die Herzfrequenz des Hummers zu überwachen, bis er wieder auf Basalniveau zurückkehrt.</li>
	<li>Nach 20 min drücken Sie die Stop-Taste am PowerLab-Ausgang und speichern Sie die Datei. Entfernen Sie vorsichtig die Elektroden und schneiden Sie die Kabelbinder mit einer chirurgischen Schere, bevor Sie den Testgegenstand in seinen Haltetank zurückgeben. HINWEIS: Anstatt einen Hummer direkt in das Erholungsbad zu legen, besteht eine andere Möglichkeit darin, die Versuchsarena langsam wieder auf ihre Ausgangstemperatur zu bringen. Dies wird erreicht, indem die Versuchsarena alle 15 min um 1,5 °C im Laufe von zusätzlichen 2,5 h abgekühlt wird.</li>
</ol>4. Datenkonvertierung
<ol><li>Öffnen Sie Das Datenpad. Legen Sie Spalte A auf Zeit fest, indem Sie auf Spalte A doppelklicken und auf Auswahl & Aktivpunkt auf der linken Seite des Menüs Data Pad Column A Setup klicken. Wählen Sie Zeit auf der rechten Seite des Menüs und schließen Sie das Fenster, indem Sie auf OKklicken.</li>
	<li>Legen Sie Spalte B auf die Durchschnittstemperatur fest, indem Sie auf Spalte B doppelklicken und die Option Statistik auf der linken Seite des Setupmenüs Data Pad Column B auswählen. Wählen Sie Mittelwert auf der rechten Seite des Menüs und Kanal 2 als Berechnungsquelle am unteren Rand des Menüfensters aus. Klicken Sie auf OK, um das Fenster zu schließen.</li>
	<li>Konvertieren der aufgezeichneten Spannung in Beats pro Minute<ol>
<li>Doppelklicken Sie auf Spalte C und wählen Sie Auswahl & Aktivpunkt auf der linken Seite des Menüs aus. Wählen Sie Auswahldauer auf der rechten Seite des Menüs aus, und klicken Sie auf OK, um das Fenster zu schließen.</li>
		<li>Doppelklicken Sie auf Spalte D und wählen Sie zyklische Messungen auf der linken Seite des Menüs aus. Wählen Sie die Ereignisanzahl auf der rechten Seite des Menüs und Kanal 1 als Berechnungsquelleaus. Klicken Sie auf OK, um das Fenster zu schließen. Dadurch werden die Spitzen der Daten gezählt, um die Herzfrequenz über einen ausgewählten Teil der Daten zu bestimmen. HINWEIS: Wählen Sie bei Bedarf die Schaltfläche Optionen unten im Menü aus, und passen Sie die Erkennungseinstellungen an, um die Daten genauer zu lesen. Scannen Sie die Datendatei durch und ermitteln Sie, ob die Formoptionen "Sine" oder "Spikey" nur zu den Hauptspitzen der Taktausgabe führen. Passen Sie außerdem den Schwellenwert für die Erkennungsanpassung auf der rechten Seite des Menüs an, um Rauschen in der Ausgabedatei zu ignorieren.</li>
		<li>Doppelklicken Sie auf Spalte E und wählen Sie zyklische Messungen auf der linken Seite des Menüs aus. Wählen Sie Durchschnittliche zyklische Rateund Kanal 1 als Berechnungsquelleaus. Passen Sie die Erkennungseinstellungen und die Erkennungsanpassung an die Einstellungen für Spalte D an (falls in Schritt 4.4.2 bearbeitet). Klicken Sie auf OK, um das Fenster zu schließen. Dies liefert die endgültige Schätzung der Herzfrequenz (als Schläge pro Minute) über einen ausgewählten Teil der Daten.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Wenn die Spalten eingerichtet sind, kehren Sie zur Datendatei zurück und markieren Sie die gewünschten Abschnitte der Ausgabe, indem Sie Bereiche mit fehlerhaften Daten auslassen, wie sie durch Kommentare in Abschnitt 3.6 gekennzeichnet sind.<ol>
<li>Wählen Sie Befehle und Mehrfachhinzufügen zum Datenpad aus.</li>
		<li>Wählen Sie Zeit aus dem Dropdown-Menü Suchen und ziehen Sie Daten alle 30 s ab, indem Sie das Kontrollkästchen Alle aktivieren und "30" im Menü Auswählen eingeben.</li>
		<li>Klicken Sie im Menü Schritt durch auf die Option Aktuelle Auswahl, und klicken Sie auf Hinzufügen.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Kehren Sie zum Bildschirm Datenblock zurück, und wählen Sie Datei und Speichern unter aus, um die Ausgabe als Excel-Datei zu speichern. HINWEIS: Hier wird die Herzfrequenz (in Schlägen pro Minute) alle 30 s im Gegensatz zu jeder Minute auf der Grundlage frühererForschung8,27gemeldet. Dies hilft auch, Änderungen in den in Echtzeit erfassten Spannungsdaten genauer zu erfassen. Es ist möglich, Daten in kürzeren oder längeren Zeitintervallen basierend auf individuellen Präferenzen auszuwählen.</li>
</ol>5. Berechnung der Arrhenius Bruchtemperatur
<ol><li>Öffnen Sie die Datendatei in Excel, und bearbeiten Sie die Ausgabe der LabChart-Software.<ol>
<li>Konvertieren Sie die Temperatur von Celsius in die Gegenseitigkeit von Kelvin mit der folgenden Gleichung: [1000/(Temperatur °C + 273.15 K)].</li>
		<li>Erhalten Sie das natürliche Protokoll der Herzfrequenz: ln(BPM).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Generieren Sie ein Arrhenius-Diagramm, indem Sie die Herzfrequenz als Funktion der Temperatur, ausgedrückt als ln(BPM) vs. reziprok (K)13,15.</li>
	<li>Passen Sie in SigmaPlot die Daten mit einer stückweisen Regression an und bestimmen Sie den Schnittpunkt, den ABT.<ol>
<li>Kopieren sie die transformierten Daten, und fügen Sie sie in eine neue Arbeitsmappe ein. Wählen Sie die Option Statistik aus dem Hauptmenü und den Regressions-Assistenten aus der Dropdown-Liste aus.</li>
		<li>Wählen Sie im Fenster Gleichung stückweise aus dem Menü Gleichungskategorie und 2 Segment linear unter dem Feld Gleichungsname aus. Klicken Sie auf Weiter.</li>
		<li>Wählen Sie im Fenster Variablen die transformierten Temperaturdaten als t-Variable und die transformierten Herzfrequenzdaten als y-Variable aus, indem Sie die Dropdown-Optionen im Menü Variablenspalten verwenden. Stellen Sie sicher, dass XY Pair im Menü Daten von ausgewählt ist, bevor Sie auf Weiterklicken.</li>
		<li>Nachdem Sie das Fenster Ergebnisse anpassen überprüft haben, klicken Sie auf Weiter, und aktivieren Sie das Kontrollkästchen Bericht erstellen im Fenster Numerische Ausgabeoptionen. Klicken Sie auf Weiter.</li>
		<li>Aktivieren Sie im Fenster Diagrammoptionen die Option Neues Diagramm erstellen unter dem Abschnitt Ergebnisdiagramm anpassen, und fügen Sie dem Diagrammtitel unter dem Abschnitt Diagramm-Features eine Gleichung hinzu. Klicken Sie auf Fertigstellen .</li>
		<li>Rufen Sie auf der Ausgabeseite Ergebnisse die Gleichungen und Parameterwerte für die beiden Regionen der stückweisen Regression sowie die statistische Ausgabe für die Regression ab (z. B. R2, F-Statistik und p-Wert).</li>
		<li>Mit den erzeugten Parameterwerten und Gleichungen stellen Sie die beiden Segmente gleich auf und lösen sie für die Variable "t", um die ABT zu bestimmen. Konvertieren Sie diesen Wert mit der folgenden Gleichung zurück in Celsius: °C = (1000/t) - 273.15. HINWEIS: Das ABT kann auch in der statistischen Computerumgebung R mit dem Paket "segmentiert"17 im Programm SAS18oder mit der Routine "Segmentale lineare Regression" in Prism819berechnet werden.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Stocker, T. F., et al. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aStocker%2C+TF+%22Climate+Change+2013%3A+The+Physical+Basis.+Contribution+of+Working+Group+I+to+the+Fifth+Assessment+Report+of+the+Intergovernmental+Panel+on+Climate+Change%22">Climate Change 2013: The Physical Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change</a>. , Cambridge University Press. Cambridge, UK, and New York, NY, USA. (2013).</li>
<li>Pershing, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Slow+adaptation+in+the+face+of+rapid+warming+leads+to+collapse+of+the+Gulf+of+Maine+cod+fishery%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Slow adaptation in the face of rapid warming leads to collapse of the Gulf of Maine cod fishery.</a> Science. 350 (6262), 809-812 (2015).</li>
<li>Smale, D. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Marine+heat+waves+threaten+global+biodiversity+and+the+provision+of+ecosystem+services%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Climate+Change%22%5BJournal%5D)">Marine heat waves threaten global biodiversity and the provision of ecosystem services.</a> Nature Climate Change. 9 (4), 306-316 (2019).</li>
<li>Pörtner, H. O., Farrell, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physiology+and+climate+change%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Physiology and climate change.</a> Science. 322 (5902), 690-692 (2008).</li>
<li>Pörtner, H. O., Bock, C., Mark, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oxygen-+and+capacity-limited+thermal+tolerance%3A+bridging+ecology+and+physiology%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Experimental+Biology%22%5BJournal%5D)">Oxygen- and capacity-limited thermal tolerance: bridging ecology and physiology.</a> Journal of Experimental Biology. 220 (15), 2685-2696 (2017).</li>
<li>Somero, G. N., Lockwood, B. L., Tomanek, L. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSomero%2C+GN+%22Biochemical+adaptation%3A+response+to+environmental+challenges%2C+from+life%27s+origins+to+the+Anthropocene%22">Biochemical adaptation: response to environmental challenges, from life's origins to the Anthropocene</a>. , Sinauer Associates, Incorporated Publishers. Sunderland, MA, USA. (2017).</li>
<li>Sokolova, I. M., Frederich, M., Bagwe, R., Lanning, G., Sukhotin, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Energy+homeostasis+as+an+integrative+tool+for+assessing+limits+of+environmental+stress+tolerance+in+aquatic+invertebrates%5BTitle%5D)+AND+%22Marine+Environmental+Research%22%5BJournal%5D)">Energy homeostasis as an integrative tool for assessing limits of environmental stress tolerance in aquatic invertebrates.</a> Marine Environmental Research. 79, 1-15 (2012).</li>
<li>Tepolt, C. K., Somero, G. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Master+of+all+trades%3A+thermal+acclimation+and+adaptation+of+cardiac+function+in+a+broadly+distributed+marine+invasive+species%2C+the+European+green+crab%2C+Carcinus+maenas%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Experimental+Biology%22%5BJournal%5D)">Master of all trades: thermal acclimation and adaptation of cardiac function in a broadly distributed marine invasive species, the European green crab, Carcinus maenas.</a> Journal of Experimental Biology. 217 (7), 1129-1138 (2014).</li>
<li>Frederich, M., Pörtner, H. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oxygen+limitation+of+thermal+tolerance+defined+by+cardiac+and+ventilatory+performance+in+spider+crab%2C+Maja+squinado%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Physiology-Regulatory%2C+Integrative+and+Comparative+Physiology%22%5BJournal%5D)">Oxygen limitation of thermal tolerance defined by cardiac and ventilatory performance in spider crab, Maja squinado.</a> American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 279 (5), 1531-1538 (2000).</li>
<li>Metzger, R., Sartoris, F. J., Langenbuch, M., Pörtner, H. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+elevated+CO2+concentrations+on+thermal+tolerance+of+the+edible+crab+Cancer+pagurus%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Thermal+Biology%22%5BJournal%5D)">Influence of elevated CO2 concentrations on thermal tolerance of the edible crab Cancer pagurus.</a> Journal of Thermal Biology. 32, 144-151 (2007).</li>
<li>Walther, K., Sartoris, F. J., Bock, C., Pörtner, H. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+anthropogenic+ocean+acidification+on+thermal+tolerance+of+the+spider+crab+Hyas+araneus%5BTitle%5D)+AND+%22Biogeosciences%22%5BJournal%5D)">Impact of anthropogenic ocean acidification on thermal tolerance of the spider crab Hyas araneus.</a> Biogeosciences. 6 (10), 2207-2215 (2009).</li>
<li>Styf, H. K., Sköld, H. N., Eriksson, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Embryonic+response+to+long-term+exposure+of+the+marine+crustacean+Nephrops+norvegicus+to+ocean+acidification%5BTitle%5D)+AND+%22Ecology+and+Evolution%22%5BJournal%5D)">Embryonic response to long-term exposure of the marine crustacean Nephrops norvegicus to ocean acidification.</a> Ecology and Evolution. 3 (15), 5055-5065 (2013).</li>
<li>Camacho, J., Qadri, S. A., Wang, H., Worden, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Temperature+acclimation+alters+cardiac+performance+in+the+lobster+Homarus+americanus%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Comparative+Physiology+A%22%5BJournal%5D)">Temperature acclimation alters cardiac performance in the lobster Homarus americanus.</a> Journal of Comparative Physiology A. 192 (12), 1327-1334 (2006).</li>
<li>Braby, C., Somero, G. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ecological+gradients+and+relative+abundance+of+native+%28Mytilus+trossulus%29+and+invasive+%28Mytilus+galloprovincialis%29+blue+mussels+in+the+California+hybrid+zone%5BTitle%5D)+AND+%22Marine+Biology%22%5BJournal%5D)">Ecological gradients and relative abundance of native (Mytilus trossulus) and invasive (Mytilus galloprovincialis) blue mussels in the California hybrid zone.</a> Marine Biology. 148 (6), 1249-1262 (2006).</li>
<li>Stenseng, E., Braby, C. E., Somero, G. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evolutionary+and+acclimation-induced+variation+in+the+thermal+limits+of+heart+function+in+congeneric+marine+snails+%28Genus+Tegula%29%3A+implications+for+vertical+zonation%5BTitle%5D)+AND+%22Biological+Bulletin%22%5BJournal%5D)">Evolutionary and acclimation-induced variation in the thermal limits of heart function in congeneric marine snails (Genus Tegula): implications for vertical zonation.</a> Biological Bulletin. 208 (2), 138-144 (2005).</li>
<li>Factor, J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aFactor%2C+J+%22Biology+of+the+Lobster%3A+Homarus+americanus%22">Biology of the Lobster: Homarus americanus</a>. , Academic Press. Boston, MA, USA. (1995).</li>
<li>Muggeo, V. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Segmented%3A+an+R+package+to+fit+regression+models+with+broken-lin+relationships%5BTitle%5D)+AND+%22R+News%22%5BJournal%5D)">Segmented: an R package to fit regression models with broken-lin relationships.</a> R News. 8 (1), 20-25 (2008).</li>
<li>Ryan, S. E., Porth, L. S. A tutorial on the piecewise regression approach applied to bedload transport data. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aRyan%2C+SE+%22General+Technical+Report+RMS-GTR-189%22">General Technical Report RMS-GTR-189</a>. , US Department of Agriculture, Forest Service, . Rocky Mountain Research Station, Fort Collins, CO, USA. (2007).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Prism8+Statistics+Guide%22">Prism8 Statistics Guide</a>. , GraphPad Software, Inc. San Diego, California, USA. www.graphpad.com (2020).</li>
<li>Cuculescu, M., Hyde, D., Bowler, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+tolerance+of+two+species+of+marine+crab%2C+Cancer+pagurus+and+Carcinus+maenas%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Thermal+Biology%22%5BJournal%5D)">Thermal tolerance of two species of marine crab, Cancer pagurus and Carcinus maenas.</a> Journal of Thermal Biology. 23 (2), 107-110 (1998).</li>
<li>Stillman, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comparative+analysis+of+plasticity+of+thermal+limits+in+porcelain+crabs+across+latitudinal+and+intertidal+zone+clines%5BTitle%5D)+AND+%22International+Congress+Series%22%5BJournal%5D)">A comparative analysis of plasticity of thermal limits in porcelain crabs across latitudinal and intertidal zone clines.</a> International Congress Series. 1275, 267-274 (2004).</li>
<li>Maderia, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((cellular+and+biochemical+thermal+stress+response+of+intertidal+shrimps+with+different+vertical+distributions%3A+Palaemon+elegans+and+Palaemon+serratus%5BTitle%5D)+AND+%22Comparative+Biochemistry+and+Physiology%2C+Part+A%22%5BJournal%5D)">cellular and biochemical thermal stress response of intertidal shrimps with different vertical distributions: Palaemon elegans and Palaemon serratus.</a> Comparative Biochemistry and Physiology, Part A. 183, 107-115 (2015).</li>
<li>Padilla-Ramirez, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+thermal+acclimation+on+the+behavior%2C+thermal+tolerance%2C+and+respiratory+metabolism+in+a+crab+inhabiting+a+wide+range+of+thermal+habitats+%28Cancer+antennarius+Stimpson%2C+1856%2C+the+red+shore+crab%29%5BTitle%5D)+AND+%22Marine+and+Freshwater+Behaviour+and+Physiology%22%5BJournal%5D)">The effects of thermal acclimation on the behavior, thermal tolerance, and respiratory metabolism in a crab inhabiting a wide range of thermal habitats (Cancer antennarius Stimpson, 1856, the red shore crab).</a> Marine and Freshwater Behaviour and Physiology. 48 (2), 89-101 (2017).</li>
<li>Pörtner, H. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ecosystem+effects+of+ocean+acidification+in+times+of+ocean+warming%3A+a+physiologist%27s+view%5BTitle%5D)+AND+%22Marine+Ecology+Progress+Series%22%5BJournal%5D)">Ecosystem effects of ocean acidification in times of ocean warming: a physiologist's view.</a> Marine Ecology Progress Series. 373, 203-217 (2008).</li>
<li>Pörtner, H. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oxygen-+and+capacity-limitation+of+thermal+tolerance%3A+a+matrix+for+integrating+climate-related+stressor+effects+in+marine+ecosystems%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Experimental+Biology%22%5BJournal%5D)">Oxygen- and capacity-limitation of thermal tolerance: a matrix for integrating climate-related stressor effects in marine ecosystems.</a> Journal of Experimental Biology. 213 (6), 881-893 (2010).</li>
<li>Zittier, Z. M. C., Hirse, T., Pörtner, H. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+synergistic+effects+of+increasing+temperature+and+CO2+levels+on+activity+capacity+and+acid-base+balance+in+the+spider+crab%2C+Hyas+araneus%5BTitle%5D)+AND+%22Marine+Biology%22%5BJournal%5D)">The synergistic effects of increasing temperature and CO2 levels on activity capacity and acid-base balance in the spider crab, Hyas araneus.</a> Marine Biology. 160 (8), 2049-2062 (2013).</li>
<li>Harrington, A. M., Hamlin, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ocean+acidification+alters+thermal+cardiac+performance%2C+hemocyte+abundance%2C+and+hemolymph+chemistry+in+subadult+American+lobsters+Homarus+americanus+H.+Milne+Edwards%2C+1837+%28Decapoda%3A+Malcostraca%3A+Nephropidae%29%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Crustacean+Biology%22%5BJournal%5D)">Ocean acidification alters thermal cardiac performance, hemocyte abundance, and hemolymph chemistry in subadult American lobsters Homarus americanus H. Milne Edwards, 1837 (Decapoda: Malcostraca: Nephropidae).</a> Journal of Crustacean Biology. 39 (4), 468-476 (2019).</li>
<li>Depledge, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photoplethysmography+-+a+non-invasive+technique+for+monitoring+heart+beat+and+ventilation+rate+in+decapod+crustaceans%5BTitle%5D)+AND+%22Comparative+Biochemistry+and+Physiology+Part+A%3A+Physiology%22%5BJournal%5D)">Photoplethysmography - a non-invasive technique for monitoring heart beat and ventilation rate in decapod crustaceans.</a> Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Physiology. 77 (2), 369-371 (1984).</li>
</ol>

Die Autoren haben nichts zu verraten.

Dieses Protokoll beschreibt die Verwendung der Impedanz-Pneumographie, um Veränderungen der Herzfrequenz von Wirbellosen im späten Stadium während eines Temperatur-Ramping-Experiments zu messen. Der Hauptvorteil dieser Technik im Vergleich zu anderen Labor-basierten Ansätzen9,10,11 ist, dass es minimal-invasiv ist und keine größere chirurgische Manipulation des Exoskeletts beinhaltet, wodurch die Menge der Erholungszeit vor dem ...

In den letzten Jahrzehnten hat die zunehmende Initigung von Treibhausgasen (d. h. Kohlendioxid, Methan und Lachgas) in die Atmosphäre zu weit verbreiteten Mustern der Umweltveränderung geführt1. Die Weltmeere erwärmen sich schnell2,3, ein Trend, der schwerwiegende Auswirkungen auf die Physiologie des Organismus haben kann. Die Temperatur beeinflusst stark die physiologischen Raten, und Organismen haben einen optimalen Temperaturbereich für Leistung4,5,6. Als solche, Einzelpersonen können Schwierigkeiten bei der Aufrechterhaltung der richtigen Sauerstoffversorgung geweben auftreten, da Temperaturen außerhalb dieses Bereichs streunen. Dies hat das Potenzial, zu einem Rückgang der aeroben Leistung angesichts der Erwärmung der Ozeantemperaturenführen 5,7.
In einem Labor ist eine Methode, um die physiologischen Auswirkungen von Umweltveränderungen zu verstehen, die Herzleistung im Kontext von thermischem Stress zu untersuchen. Dies gibt einen Einblick, wie die Exposition gegenüber vorhergesagten Erwärmungsbedingungen Leistungskurven5,6 sowie das Potenzial für Akklimatität simponizität8verändern kann. Eine Vielzahl von Methoden wurden erfolgreich implementiert, um zuvor die Herzfrequenz bei wirbellosen Meerestieren zu messen. Viele dieser Techniken beinhalten jedoch eine chirurgische Entfernung oder größere Manipulation des Exoskeletts und eine längere Implantation von Messgeräten9,10,11, was zusätzliche Belastung für den Testgegenstand mit sich bringt und die Zeit erhöht, die für eine erfolgreiche Genesung vor dem Experimentieren benötigt wird. Darüber hinaus können weniger invasive Techniken (z. B. visuelle Beobachtung, Videographie) auf frühe Lebensverlaufsstadien beschränkt werden, wenn Organismen vollständig oder halbtransparent sein können12. Darüber hinaus können Forscher, die sich nicht mit technologisch fortschrittlicheren Methoden auskennen (z. B. Beobachtungen über Infrarot-Wandler oder Dopplerperfusion8,11), zusätzliche Herausforderungen stellen.
Dieses Protokoll verwendet den amerikanischen Hummer (Homarus americanus) als spätes Marine-Wirbellosenmodell, um die Verwendung von Impedanz-Pneumographie zur Beurteilung von Veränderungen der Herzfrequenz während eines Temperatur-Ramping-Experiments zu demonstrieren. Die Impedanz-Pneumographie beinhaltet die Weitergabe eines oszillierenden elektrischen Stroms (AC) über zwei Elektroden, die auf beiden Seiten des Perikards positioniert sind, um Spannungsänderungen zu messen, wenn sich das Herz zusammenzieht und entspannt13,14. Diese Technik ist minimal invasiv, da sie die Verwendung von kleinen Elektroden (d. h. 0,10–0,12 mm Durchmesser) verwendet, die sanft unter dem Exoskelett implantiert werden. Schließlich bietet es Echtzeit-Bewertungen der Herzfrequenz und Der Wassertemperatur während der Rampe durch den Einsatz eines Datenloggers.
Das Protokoll enthält auch Anweisungen zur Berechnung der Arrhenius Bruchtemperatur (ABT), die Temperatur, bei der die Herzfrequenz beginnt, mit steigenden Temperaturen13,15zu sinken. Die ABT dient als nicht-tödlicher Indikator für die thermische Kapazitätsgrenze bei Probanden, die gegenüber der Messung des kritischen thermischen Maximums (CTmax, die Obergrenze der Herzfunktion5,6) bevorzugt werden können, da tödliche Grenzwerte oft extrem und in der natürlichen Umgebung selten anzutreffen sind5.

<table><tbody><tr><td>1,6 mm (1/16 Zoll) Bohrer</td><td>Milwaukee Tool at Home Depot</td><td>1001294900</td><td>Dies ist für einen Bohrer mit einem Durchmesser von 1,6 mm (1/16 Zoll). Diesen Artikel finden Sie in den meisten Baumärkten.</td></tr><tr><td>38 AWG Kupfer-Lackdraht</td><td>TEMCo</td><td>MW0093</td><td>Dieser Draht wird verwendet, um die Drahtelektrodenleitungen herzustellen, die in die Probanden implantiert werden. Dieses Angebot gilt für eine 4-Unzen-Spule mit 38-Gauge-Magnetdraht. TemCo verfügt auch über einen 36-Gauge-Magnetdraht, der sich auch für den Bau von Drahtelektroden eignet.</td></tr><tr><td>Cyanacrylat-Kleber</td><td>Loctite</td><td>852882</td><td>Dieser Artikel enthält eine Pinselspitze, die es einfacher macht, die Menge an Klebstoff zu kontrollieren, die zur Befestigung der Elektroden am Panzer verwendet wird.</td></tr><tr><td>Ethanol, 70%ige Lösung, Molekularbiologie</td><td>Fisher BioReagents</td><td>BP82931GAL</td><td>Dieses Reagenz wird in Kombination mit den sterilen Wattebäuschen verwendet, um den Panzer vor der Elektrodenimplantation zu desinfizieren.</td></tr><tr><td>Excel</td><td>Microsoft</td><td>N/A</td><td>Dieses Programm wird im Protokoll zum Organisieren, Bearbeiten und Analysieren von Daten verwendet. Es ist sowohl mit PC- als auch mit Mac-Betriebssystemen kompatibel.</td></tr><tr><td>Fisherbrand 8-teiliges Präparierset</td><td>Fisher Scientific</td><td>08-855</td><td>Dieses Set enthält die Pinzette, die Schere, das Präpariermesser (und die Klingen) und die Präpariernadel, die für die Durchführung der Elektrodenimplantationsschritte im Protokoll erforderlich sind.</td></tr><tr><td>Fisherbrand Isotemp Umwälzthermostate für gekühltes/beheiztes Bad: 5,4-6,5 l, 115 V/60 Hz</td><td>Fisher Scientific</td><td>13-874-180</td><td>Dies ist ein komplettes System, das aus einem Tauchthermostat und einem Bad besteht. Es kann als temperaturgesteuertes Bad oder zur Zirkulation von Flüssigkeit außerhalb einer Anwendung verwendet werden. Der Temperaturbereich dieses Wasserbades beträgt -20 bis +100 &de; C, und das Gerät heizt/kühlt schnell ab und lässt sich nach Beendigung des Gebrauchs leicht entleeren.</td></tr><tr><td>Fisherbrand Sterile Wattebällchen</td><td>Fisher Scientific</td><td>22-456-885</td><td>Diese Tupfer sollten in 70%igem Ethanol getränkt werden, bevor sie zur Desinfektion des Panzers vor der Elektrodenimplantation verwendet werden.</td></tr><tr><td>Gabelterminal, rotes Vinyl, konifizierte Naht, 22 bis 16 AWG, 100 PK</td><td>Grainger</td><td>5WHE6</td><td>Klemmen werden mit dem Magnetdraht verlötet, um die Drahtelektroden zu konstruieren. Diese können bei einer Vielzahl von Baumärkten erworben werden.</td></tr><tr><td>Impedanzwandler</td><td>UFI</td><td>Modell 2991</td><td>Misst Impedanzänderungen, die mit sehr kleinen Spannungsänderungen von 0,2 Ohm bis über 5 Ohm korrelieren. Dieses Modell kann Impedanzänderungen, die sich aus Widerstands-, Kapazitäts- oder Induktivitätsschwankungen ergeben, sowie eine Kombination aus allen dreien umwandeln.</td></tr><tr><td>LabChart-Software</td><td>ADInstruments</td><td>N/A</td><td>Beim Kauf des PowerLab-Datenloggers ist die LabChart-Software enthalten, aber eine Lizenz für die Software kann auch direkt online heruntergeladen werden. LabChart ermöglicht es dem Benutzer, Daten aufzuzeichnen, LabChart-Dateien zu öffnen und zu lesen, Daten zu analysieren sowie Dateien zu speichern und zu exportieren. Es gibt eine kostenlose Version der Software, LabChart Reader, aber Benutzer können LabChart-Dateien nur öffnen, lesen und analysieren (d. h. sie kann nicht zum Aufzeichnen, Speichern oder Exportieren von Datendateien verwendet werden). Sie haben auch die Möglichkeit, LabChart Pro auszuwählen, das LabChart-Unterrichtsmodule enthält, die für Bildungszwecke verwendet werden können.</td></tr><tr><td>LED-Lötkolben</td><td>Grainger</td><td>28EA35</td><td>Dies ist ein generischer Lötkolben, mit dem der Magnetdraht an die Gabelklemmen gelötet werden kann, um die Drahtelektroden herzustellen.</td></tr><tr><td>PowerLab Datenlogger</td><td>ADInstruments</td><td>ML826</td><td>Es gibt eine Vielzahl von Modellen des PowerLab. Diese Katalognummer gilt für das Modell 2/26, einen 2-Kanal-Rekorder mit einer Auflösung von 16 Bit, zwei analogen Eingangskanälen, unabhängig wählbaren Eingangsempfindlichkeiten, zwei unabhängigen Analogausgängen für Stimulation oder Impulserzeugung und einem Trigger-Eingang. Das PowerLab verfügt über eine breite Palette von Tiefpassfiltern, AC- oder DC-Kopplung und adaptiven Netzfiltern. Dieses Gerät verfügt über eine USB-Schnittstelle für den Anschluss an Windows- oder Mac OS-Computer und eine Abtastrate von 100.000 Abtastungen/s pro Kanal.</td></tr><tr><td>Prism8</td><td>GraphPad</td><td>N/A</td><td>Dieses Programm bietet eine zusätzliche Option zur Berechnung der Arrhenius-Bruchtemperatur durch seine " Segmentale lineare Regression" Option zur Datenanalyse. Dieses Programm erfordert keine Programmierung und ist sowohl mit Mac- als auch mit Windows-Betriebssystemen kompatibel.</td></tr><tr><td>R</td><td>R Project</td><td>N/A</td><td>Dies ist eine kostenlose Software für statistisches Rechnen, die sowohl mit UNIX-Plattformen als auch mit Windows- und Mac-Betriebssystemen kompatibel ist. Dieses Programm kann auch verwendet werden, um die Arrhenius-Pausentemperatur mit dem " segmentiert" Paket. Es gibt eine Reihe von Tutorials und Benutzerhandbüchern, die online über die r-project.org-Website verfügbar sind.</td></tr><tr><td>331856</td> <td>Dieses</td><td></td><td>Produkt hat einen Durchmesser von 0,76 mm (0,031 Zoll) und ist ideal für den Einsatz zum Löten von Lautsprecherdraht (ähnliche Dicke wie Magnetdraht für Elektroden).</td></tr><tr><td>SAS</td><td>SAS Institute</td><td>N/A</td><td>Dieses Programm bietet eine zusätzliche Option zur Berechnung der Arrhenius-Breaktemperatur. Es erfordert jedoch eine Programmierung und ist nicht mit Mac-Betriebssystemen kompatibel.</td></tr><tr><td>SigmaPlot</td><td>Systat Software, Inc.</td><td>N/A</td><td>Dies ist das von den Autoren bevorzugte Programm zur statistischen Bestimmung der Arrhenius-Bruchtemperatur. Die " Regressions-Assistent" ist einfach zu bedienen und erfordert keine Programmierung. Vor dem Kauf kann man eine kostenlose 30-Tage-Testlizenz erwerben. Es ist jedoch nur mit PC-Computern kompatibel.</td></tr><tr><td>T-type Pod</td><td>ADInstruments</td><td>ML312</td><td>Geeignet für die Messung von Temperaturen von 0-50 &Grad; C mit Thermoelementen vom Typ T.</td></tr><tr><td>T-Typ-Thermoelement-Sonde</td><td>ADInstruments</td><td>MLT1401</td><td>Kompatibel mit dem T-Typ-Pod für den Anschluss. Messung von Temperaturen bis zu 150 & Grad; C und eignet sich zum Eintauchen in verschiedene Lösungen, halbfeste Stoffe und Gewebe (enthält eine Nadel zur Implantation). Bei diesem Produkt handelt es sich um eine isolierte Sonde mit einem Durchmesser von 0,6 mm, die mit chemikalienbeständigem Teflon ummantelt ist und eine Anschlusslänge von 1,0 m hat.</td></tr><tr><td>UV-Kabelbinder, schwarz</td><td>Home Depot 295813</td><td></td><td>Dies ist für ein 100er-Pack mit 8 Zoll (20,32 cm) Kabelbindern, schwarz. Je nach Größe der Probanden können jedoch kleinere oder größere Kabelbinder benötigt werden. Dieser und ähnliche Artikel können in jedem Baumarkt gekauft werden.</td></tr></tbody></table>

impedanz-pneumographie zur minimalinvasiven messung der herzfrequenz bei wirbellosen im spätstadium

Impedance Pneumography for Minimally Invasive Measurement of Heart Rate in Late Stage Invertebrates

Die Temperaturen in den Ozeanen steigen infolge der weitverbreiteten Veränderungen des Weltklimas rapide an. Da die Physiologie des Organismus stark von der Umgebungstemperatur beeinflusst wird, hat dies das Potenzial, die thermische physiologische Leistungsfähigkeit in einer Vielzahl von Meeresorganismen zu verändern. Mit dem amerikanischen Hummer (Homarus americanus) als Modellorganismus beschreibt dieses Protokoll die Verwendung von Impedanz-Pneumographie, um zu verstehen, wie sich die Kardialleistung in Wirbellosen im späten Stadium unter akutem thermischem Stress verändert. Das Protokoll stellt eine minimal-invasive Technik dar, die eine Echtzeit-Erfassung der Herzfrequenz während eines Temperatur-Ramping-Experiments ermöglicht. Daten können leicht manipuliert werden, um ein Arrhenius-Diagramm zu erzeugen, das verwendet wird, um arrhenius Bruchtemperatur (ABT) zu berechnen, die Temperatur, bei der die Herzfrequenz beginnt, mit steigenden Temperaturen zu sinken. Diese Technik kann in einer Vielzahl von Wirbellosen im späten Stadium (z. B. Krebse, Muscheln oder Garnelen) eingesetzt werden. Obwohl sich das Protokoll ausschließlich auf die Auswirkungen der Temperatur auf die Herzleistung konzentriert, kann es modifiziert werden, um das Potenzial für zusätzliche Stressoren (z. B. Hypoxie oder Hyperkapnie) zu verstehen, um mit der Temperatur zu interagieren, um die physiologische Leistung zu beeinflussen. Daher hat die Methode das Potenzial für weitreichende Anwendungen, um besser zu verstehen, wie wirbellose Meerestiere auf akute Veränderungen in der Umwelt reagieren.

Dieses Protokoll beschreibt die Verwendung der Impedanz-Pneumographie, um Echtzeitdaten für Herzfrequenz (in Spannung) und Temperatur während eines Temperatur-Ramping-Experiments zu erhalten. Bei der Perforierung dieser Technik variiert die Amplitude der gemessenen Spannungen und Temperaturen je nach experimentellem Design und fokalen Arten. Der in Echtzeit angezeigte Spannungsausgang folgt jedoch einer generischen Sinusverteilung, wenn das Protokoll korrekt implementiert wird (Abbildung 1A)...

Die Messung der Herzfrequenz während einer thermischen Herausforderung gibt Einblick in physiologische Reaktionen von Organismen als Folge akuter Umweltveränderungen. Mit dem amerikanischen Hummer (Homarus americanus) als Modellorganismus beschreibt dieses Protokoll die Verwendung der Impedanz-Pneumographie als einen relativ nichtinvasiven und nichttödlichen Ansatz zur Messung der Herzfrequenz bei wirbellosen Wirbellosen im späten Stadium.

Impedanz-Pneumographie zur minimalinvasiven Messung der Herzfrequenz bei Wirbellosen im Spätstadium

Temperatures in oceans are increasing rapidly as a consequence of widespread changes in world climates. As organismal physiology is heavily influenced by ...

Dieses Protokoll verwendet jugendliche amerikanische Hummer als Modell, um die Verwendung von Impedanz-Pneumographie zu demonstrieren, um die physiologische Leistung während eines thermischen Stresses zu bewerten. Diese Technik überträgt einen kleinen oszillierenden elektrischen Strom über zwei Elektroden, die auf beiden Seiten des Herzens implantiert werden, und misst die Änderung der Spannung, wenn sich der Muskel zusammenzieht und entspannt. Diese Spannung kann dann einfach in Beats pro Minute umgewandelt werden, um die Herzfrequenz über den Temperaturbereich zu zeichnen, der zur Bestimmung von thermischen Leistungsfenstern bewertet wird.Diese Technik ist minimal invasiv und ermöglicht die Erfassung von Echtzeitdaten in Spätstadium-Organismen, bei denen es schwierig sein kann, die Herzleistung direkt visuell zu beobachten. Diese Methode konzentriert sich auch auf die Berechnung der Arrhenius Bruchtemperatur oder ABT und verwendet diese als nicht-tödlichen Endpunkt, um thermische Grenzwerte zu bestimmen. Wrap klare formbare Schläuche um sich herum, um eine Wärmeaustauschspule zu schaffen, die etwa acht bis zehn Zentimeter im Durchmesser ist und Verlängerungen hat, die 40 bis 70 Z

impedance-pneumography-for-minimally-invasive-measurement-heart-rate

Research

Forschung

JoVE Journal

Environment

Umwelt

Wir präsentieren verschiedene Wege, um die Herzfunktion in der Larve des...

Überwachung Herzfunktion Larven Drosophila melanogaster Für physiologische Untersuchungen

Das folgende Protokoll beschreibt den Prozess der Isolierung, Lüftungs-und Instrumentierung Mauslungen zu stabilisieren oder pulsatile pulmonary vascular Druck-Flow-Beziehungen zu messen, um die Auswirkungen des Blutflusses, Luftstrom-, Atemwegs-Änderungen und Gefäßveränderungen am rechten Ventrikels Nachlast zu quantifizieren.

Charakterisierung der isolierten, ventilierten und Instrumented Maus Lung mit pulsatilen Fluss perfundierten

Ultrahochfrequenz-Ultraschall ist ein leistungsstarkes Live-Imaging-Tool, um Herzrhythmusstörungen bei Kleintieren zu untersuchen. Seine Nichtinvasivität ermöglicht die Aufrechterhaltung der physiologischen Zustand der Embryonen. Hier zeigen wir die Verwendung von M-Mode-Ultraschall, um die Herzfrequenz von Embryonen bei E18.5 in utero zu messen.

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Impedanz-Pneumographie zur minimalinvasiven Messung der Herzfrequenz bei Wirbellosen im Spätstadium

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