Name: Medidas de las frecuencias cardíaca y respiratoria en movimiento libre del cangrejo de río (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2009-10-15T23:30:00.000+00:00
Duration: 6 min 47 s
Description: Aprende a registrar electrocardiogramas en cangrejos de río para evaluar respuestas autónomas mediante detección de impedancia. Este método permite monitorear frecuencias cardíaca y respiratoria en condiciones ambientales variables.

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Introducción Los organismos deben presentar una amplia gama de comportamientos que responden a los estímulos de amenaza y los cambios en el medio ambiente. La respuesta autonómica está bien estudiado en los vertebrados como la respuesta de lucha o de vuelo en el que el sistema nervioso simpático prepara fisiológicamente el ambiente interno (Carpenter, 1976;. Nicholls et al, 2001). Es a través de los cambios fisiológicos que un organismo puede regular la respuesta al estrés y modificar la conducta de reaccionar ante un ataque inminente o cambios ambientales. La evidencia muestra que el sistema cardio-vascular está estrechamente conectada con el sistema respiratorio permitiendo así que el ambiente interno de responder y ejecutar una respuesta. Es bien sabido que el control autónomo de los sistemas respiratorio y cardiovascular pueden regular la disponibilidad de oxígeno y nutrientes a los tejidos específicos necesarios para una respuesta de comportamiento inminente. En los vertebrados, la respuesta autonómica y fisiológico está tan bien desarrollado, parece probable que los invertebrados complejos de manera similar que poseen un sistema de respuesta desarrollados (Schapker et al, 2002;. Zavarzin, 1941). A pesar de que los vertebrados y los invertebrados son muy diferentes de forma sistemática; invertebrados muy desarrollados requieren la rápida respuesta cardiovascular y respiratoria para responder de una forma de lucha o huida. Para muchos invertebrados, una respuesta fisiológica simpático-como se puede cuantificar. Que data de 1927, muchos de los estudios muy temprano se han realizado en los invertebrados, especialmente artrópodos, en general, utilizando (Alexandrowicz, 1932; Orlov, 1927; Zavarzin, 1941). Cangrejos de río se sabe que presentan una amplia gama de comportamientos rápida, así como la capacidad para evaluar y responder a los estímulos ambientales. Estudios muy temprano han observado una respuesta simpática, como de una respuesta inmediata y rápida de la postura de defensa (Bethe, 1897; Huxley, 1880; Shuranova et al, 2006;. Wiersma, 1961). El corazón del cangrejo de río adulto neurogénica desde el compás y el ritmo son controlados por el sistema nervioso central (Alexandrowicz, 1932; Yamagishi y Hirose, 1997;. Yamagishi et al, 1997; Wilkens, 1999). Habitualmente, la medición de la frecuencia cardiaca de un animal (HR) proporciona una medida directa de la excitabilidad y la preparación del ambiente interno. En cangrejos de río, un incremento de la FC se observa en una postura de defensa cuando se le presenta un estímulo percibido amenaza (Listerman et al., 2000). Este tipo de respuesta del sistema nervioso también se mostró en las langostas (Yazawa y Katsuyama, 2001). El sistema de ventilación es también neuronal controlado con un generador de patrón ventilatorio central (VPG) responsable de la captación de oxígeno través de las branquias por la acción de bombeo de dos apéndices especializados denominados scaphognathites (Mendelson, 1971). A scaphognathite solo reside en cada cámara branquial en los extremos anterior y lleva el agua a través de las branquias de un movimiento rítmico (Pasztor, 1968). El VPG, al igual que con el corazón, puede ser modulado por muchos factores. El trabajo previo en el cangrejo, Cancer magister muestra el ritmo cardíaco y respiratorio puede ser alterado por el control central a través de las neuronas de comando (Wilkens et al., 1974). Además, la actividad de la VPG se conoce a cambiar con los cambios en la respuesta interna y con las interacciones sociales o los cambios ambientales en los crustáceos (Burmistrov y Shuranova, 1996; Cuadras, 1979, 1980, Li et al, 2000;. Listerman et al. , 2000; McMahon y Wilkens, 1983; Schapker et al, 2002;. Shuranova et al, 2002;. Wilkens, 1976). Como se observa en los cangrejos de río, la actividad ventilatoria (VR) puede variar dependiendo de la situación interna y los cambios en la realidad virtual se pueden registrar durante inesperados estímulos externos (Shuranova et al, 1993;. Shuranova et al, 2002).. Debido a la seriedad y viabilidad de los recursos humanos y las medidas de realidad virtual, las preguntas que se le pregunte el futuro son infinitas. Como se señaló anteriormente, el trabajo se ha hecho para examinar la respuesta autonómica durante las interacciones sociales y las alteraciones del medio ambiente. Curiosamente, muchas áreas quedan por explorar, como el examen de la respuesta autonómica durante los cambios hormonales naturales y / o en otros procesos fisiológicos que ocurren en el organismo. Las posibles direcciones futuras también puede examinar simpático-como las respuestas durante el apareamiento y la recepción química olfato. Más importante aún, las respuestas fisiológicas pueden proporcionar un mayor conocimiento de una respuesta del organismo al medio ambiente en comparación con las observaciones de la conducta ya que los animales no siempre se comportaron cuando se están preparando internamente. Por lo tanto, la medición fisiológica proporciona un índice biológico para evaluar el estado interno de un organismo que puede explicar los cambios globales en el organismo. Métodos Antes de comenzar el hilo de un cangrejo de río, la preparación de los cables es necesario. Cortar dos cables aislados de acero inoxidable (diámetro de 0,005 pulgadas y con el revestimiento de 0,008 pulgadas, sistemas de AM, Carlsburg, WA) el tiempo suficiente para insertar en los cangrejos de río y adecuadamente llegar a un detector de impedancia (UFI, modelo 2991). Quite el aislamiento (~ 0,5 mm) por el fuego en los extremos de los dos cables que se insertan en el caparazón. Tenga cuidado de no remover demasiado aislamiento como un cable pelado en el exterior del animal deben ser recubiertas para evitar cortocircuitos en las grabaciones de impedancia. Entonces, el uso de fórceps doblar los extremos de los cables quemados en un ángulo de 90 para la colocación en el caparazón. Asegúrese de que inserta la porción del cable no es demasiado largo, porque esto podría hacer daño a los órganos internos. Para la viabilidad de la inserción de los cables en un tubo de plástico (que protege los cables), lo mejor es girar libremente los cables juntos. Si el corazón de grabación y tasas de ventilación, repita los pasos anteriores por segunda vez y los dos juegos de cables puede ser vagamente trenzado juntos antes de la colocación en el tubo de plástico. Asegúrese de designar a los cables para el corazón y la tasa de ventilación a fin de no confundir los cables que unen a detector de impedancia, que para la grabación. Lo mejor es la etiqueta de los cables o cortar un par más corto que el otro en el principio. Para factible y segura de alambre del cangrejo de río, lo mejor es envolver las garras y las piernas (dejando la parte de atrás y se expone uno de los lados) en un paño húmedo o toallas de papel para eliminar el perjuicio a la persona y / o cangrejos de río (Figura 1). <img src="/files/ftp_upload/1594/1594fig1.jpg" style="float:left;" alt="Figura 1" /> Figura 1. Envoltura del quelípedos y las piernas del cangrejo de río. Envolver los cangrejos de río en una toalla de papel húmeda evitará lesiones a la persona y el cangrejo. El envoltorio se obstaculizan la capacidad de los cangrejos de río para mover la quelípedos y las piernas. Para comenzar el proceso de cableado, lo mejor es empezar en la cámara de enmalle ya que el grosor del caparazón varía con cada uno de los cangrejos y exceso de fuerza puede causar daños en órganos internos, por lo que al comenzar en la cámara de enmalle, la presión excesiva es menos probable que matar a los cangrejos de río como en comparación con la cámara torácica. El primer agujero se realiza mediante un bisturí de punta fina y grande suficiente para un alambre que se inserta debajo de la cutícula de la zona rostral de la cámara de enmalle (es decir, la cámara prebranchial para controlar la frecuencia respiratoria;. Schapker et al, 2002). Un gran agujero tendrá la pérdida de hemolinfa excesiva y no sellar correctamente y que esto aumentará la probabilidad de que los cables no quedan en el agujero designado. Una vez que el cable está en su lugar, colocar una pequeña cantidad de pegamento (éster de cianoacrilato) y el acelerador (HobbyTown EE.UU., Lexington, KY) en el cable. El uso del pegamento de secado rápido, reduce el estrés del manejo de los animales. Tenga cuidado de colocar sólo una pequeña cantidad de acelerador en la cutícula ya que es tóxico para los cangrejos de río y causar la muerte. Lo mejor es borrar inmediatamente cualquier acelerador sobrante con una toalla de papel. Repita estos pasos para el segundo cable en la cámara de las agallas. Estos dos cables se colocan para abarcar el scaphognathite (órgano respiratorio) para asegurar una fuerte medida de impedancia correcta en cada movimiento scaphognathite (Figura 2). Para obtener un registro exacto, asegúrese de que el segundo hilo no se coloca fuera de la cámara branquial y en la cámara torácica. <img src="/files/ftp_upload/1594/1594fig2.jpg" style="float:left;" alt="Figura 2" /> Figura 2. La colocación de alambres de acero inoxidable en la cámara de las agallas. Los puntos blancos en el caparazón representan puntos para los alambres de acero inoxidable que se coloca debajo de la cutícula. Los cables de abarcar el scaphognathite y el movimiento a través de medidas de impedancia dinámica. Los pasos para la tasa de cableado de corazón en la cámara de tórax es el mismo que el anterior, excepto los cables se colocan bajo el caparazón dorsal directamente sobre el corazón y la duración del corazón en un acuerdo de rostral-caudal (Figura 3). Esta colocación se asegurará una fuerte medida de impedancia exacta durante cada contracción del corazón (Listerman et al., 2001). <img src="/files/ftp_upload/1594/1594fig3.jpg" style="float:left;" alt="Figura 3" /> Figura 3. La colocación de alambres de acero inoxidable en la cámara torácica. Los puntos blancos en el caparazón representan puntos para los alambres de acero inoxidable que se coloca debajo de la cutícula. Los cables abarcan todo el corazón en un acuerdo de rostral-caudal. Esto permitirá a las medidas de la contracción del corazón a través de impedancia dinámica. Una vez que la colocación de los cuatro cables es completa, mezcla de un adhesivo instantáneo (Eastman, de 5 minutos de secado epoxy) y el abrigo de los agujeros de cada lugar, así como los cables. Una vez que los cables y los agujeros están adecuadamente cubiertas, utilice la resina restante para mantener el tubo de plástico para la parte de atrás de los cangrejos de río. Esto asegurará que los cables no se retiró de los agujeros en los manejos en el futuro. Dado que la resina tarda unos minutos para secar, bodega o lugar de los cangrejos en un recipiente sin agua hasta que el epoxi ya no es pegajoso al tacto. Una vez que la resina se seca, lavar los cangrejos de río con agua para eliminar exceso de productos químicos y colocarlos de nuevo en un ambiente acuático. Para asegurar la salud de los cangrejos de río, lo mejor es cambiar el agua de aproximadamente una hora para eliminar cualquier sustancia química no previamente eliminado. Como se ha señalado a los investigadores anteriores, encontramos que la manipulación prolongada altera las mediciones de estrés fisiológico debido a una duración de 24 horas a 3 días (Wilkens et al, 1985.), Por lo tanto, los animales se debe dejar de 2 a 3 días antes de la experimentación . Para grabar ECGs, conecte los cables de los cangrejos de río a los detectores de impedancia. Los dos cables que abarca el corazón (HR medida) debe ser conectado a un detector de impedancia de un solo y mismo para los dos cables que abarca el scaphognathite (medida VR). El detector de impedancia mide la resistencia dinámica entre los dos alambres de acero inoxidable. Estas señales son captadas por el detector de conectar en línea a una PowerLab través de una interfaz PowerLab/4SP (Instrumentos AD). Todos los eventos son medidos y calibrados con la versión de software PowerLab Gráfico 5.5.6 (AD Instruments, Australia). Para empezar, establezca una velocidad de adquisición de 4 kHz. Las desviaciones grandes se representan latidos del corazón y la tasa de ventilación. Para facilitar el conteo de cada uno de HR / VR, se puede aplicar una función de suavizado de los datos. Si 100 puntos se suavizaron (es decir, en promedio) la huella resultante se muestran sólo los latidos del corazón. La frecuencia cardíaca puede ser determinada por conteo directo de cada latido de más de 10 s intervalos y luego se convierte en latidos por minuto (BPM).

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</ol>

<table><tbody><tr><td>Cúter</td><td></td><td></td><td>Cuchillas quirúrgicas de acero inoxidable n.º 11 para mango n.º 3</td></tr><tr><td>Alambre de acero inoxidable</td><td>A-M Systems, Carlsburg, WA</td><td></td><td>diámetro de 0,005 pulgadas con recubrimiento de 0,008 pulgadas</td></tr><tr><td>Detector de impedancia</td><td>UFI</td><td>modelo 2991</td><td></td></tr><tr><td>Tubo plástico</td><td>Cole-Parmer</td><td></td><td>Tubo Tygon ID 0,0812, OD 0,1492</td></tr><tr><td>Pegamento de secado rápido (éster de cianoacrilato)</td><td>HobbyTown USA, Lexington, KY</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Acelerador</td><td>HobbyTown USA, Lexington, KY</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Adhesivo</td><td>Eastman</td><td></td><td>epoxi de secado en 5 minutos</td></tr><tr><td>PowerLab mediante una interfaz PowerLab/4SP</td><td><a href="http://www.adinstruments.com/products/hardware/corporate/product/ML866/" target="_blank"><img src="/img/new_window.png"> ADInstruments</a></td><td></td><td></td></tr><tr><td>PowerLab Chart</td><td><a href="http://www.adinstruments.com/products/software/research/LabChart-Software/" target="_blank"><img src="/img/new_window.png"> AD Instruments, Australia</a></td><td></td><td>versión del software 5.5.6</td></tr><tr><td>PowerLab Chart</td><td><a href="http://www.adinstruments.com/products/software/research/LabChart-Software/" target="_blank"><img src="/img/new_window.png"> AD Instruments, Australia</a></td><td></td><td>versión del software 3.5.6</td></tr></tbody></table>

medidas de las frecuencias cardíaca y respiratoria en movimiento libre del cangrejo de río

Measures of Heart and Ventilatory Rates in Freely Moving Crayfish

La respuesta al miedo, la huida o la lucha es la base fisiológica fundamental para el examen de conciencia de un organismo de su entorno en un ataque de depredadores inminente. Aunque no se sabe si los invertebrados poseen un sistema nervioso autónomo, idéntica a la de los vertebrados, la evidencia muestra los invertebrados tienen una respuesta simpática, como para regular el medio interno del organismo y listo para actuar conductualmente a un estímulo determinado. Además, esta respuesta fisiológica puede ser factible medir y actúa como un índice biológico para el estado interno del animal. Las mediciones de la respuesta fisiológica puede estar directamente relacionado con factores estresantes internos y externos a través de cambios en la coordinación del sistema nervioso central controlado de los sistemas cardiovascular y respiratorio. Más específicamente, el monitoreo cardíaco y las tasas de ventilación proporcionan mediciones cuantificables de la respuesta al estrés no siempre su comportamiento observado. Cangrejos de río son organismos buen modelo para el corazón y las mediciones de tasa de ventilación debido a la posibilidad de grabación, así como la rica historia conocida de la morfología de los cangrejos de río, que data de Huxley en 1888, y las conductas típicas bien estudiado.

Invertebrados muestran un autónomo simpático-como respuesta similar a la descrita para los vertebrados. La coordinación de los sistemas cardiovascular y respiratorio permite la medición de un índice biológico en el que para evaluar un estado de organismo interno.

Medidas de las frecuencias cardíaca y respiratoria en movimiento libre del cangrejo de río

La respuesta de miedo, huida o lucha sirve como la base fisiológica fundamental para examinar la conciencia de un organismo sobre su entorno bajo un...

Se cortan dos juegos de alambres de acero inoxidable a diferentes longitudes, se preparan y se colocan dentro del tubo protector de plástico. Una vez preparados los alambres, el cableado del cangrejo de río consiste en perforar pequeños orificios en la cámara del gid para atravesar el sitio, así como en la cámara torácica donde los alambres atraviesan el corazón. Los alambres se colocan justo debajo de la cutícula y se sellan con pegamento adhesivo.Estos cables se conectan luego a un detector de impedancia, que mide la resistencia dinámica entre los cables en cada conjunto. El detector de impedancia está conectado a una tarjeta de conversión analógica a digital, la cual a su vez está conectada a una computadora. Un software proporciona los datos recopilados en forma de ondas que pueden registrarse en formato de latidos por minuto para su análisis experimental.Hola, soy Sonya Burrower del laboratorio del Dr. Robin Cooper, del Departamento de Biología de la Universidad de Kentucky. Hoy les mostraremos cómo registrar electrocardiogramas y electrogramas en cangrejos de río. Utilizamos este procedimiento en nuestro laboratorio para registrar la respuesta autónoma en cangrejos de río bajo diversas condiciones ambientales.Así que comencemos. Para empezar a preparar los alambres de registro, corte dos alambres de acero inoxidable aislados a una longitud suficientemente larga como para insertarlos en el cangrejo de río y alcanzar adecuadamente un detector de impedancia. Use una llama para retirar aproximadamente 0,5 milímetros del aislamiento en los extremos de ambos alambres, los cuales serán insertados en la cefalotorácica.Tenga cuidado de no retirar demasiado aislamiento, ya que un cable desnudo en el exterior del animal debe volver a recubrirse para evitar cortocircuitos. A continuación, use pinzas para doblar los extremos quemados de los cables en un ángulo de 90 grados para colocarlos en el caparazón.Asegúrese de que la porción insertada del alambre no sea demasiado larga, ya que esto podría dañar órganos internos. Si está registrando tanto la frecuencia cardíaca como la respiratoria, repita estos pasos una segunda vez. Asegúrese de etiquetar los alambres para la frecuencia cardíaca y la respiratoria para no confundirlos.Tuerza ligeramente los cables juntos para facilitar su inserción en un tubo protector de plástico. Con los cables de grabación listos, comencemos a conectar el cangrejo de río para poder registrar sus señales de manera factible y segura. Lo mejor es envolver primero las pinzas y las patas en un paño húmedo, eliminando así el riesgo de lesiones tanto para la persona como para el cangrejo de río.Inicie el proceso de cableado en la cámara branquial. Utilice un escalpelo de punta fina para hacer el primer orificio, lo suficientemente grande como para insertar un alambre bajo la cutícula en la zona rostral de la cámara branquial. Una vez colocado el alambre, coloque una pequeña cantidad de pegamento de secado rápido y acelerador sobre el alambre.Tenga cuidado de colocar solo una pequeña cantidad de acelerador sobre la cutícula, ya que es tóxico para el cangrejo de río. Repita estos pasos para el segundo alambre en la cámara branquial. Estos dos alambres deben abarcar el S Scag nite para garantizar una medición de impedancia precisa y robusta.Durante cada movimiento de Scag, los dos cables utilizados para registrar la frecuencia cardíaca se insertan de manera idéntica, excepto que se colocan debajo de la carapaza dorsal directamente sobre el corazón y se extienden sobre el corazón en una disposición cordal rostral. Esta colocación garantizará una medición de impedancia fuerte y precisa durante cada contracción cardíaca. Una vez completada la colocación de los cuatro cables, mezcle un adhesivo instantáneo y recubra con él los orificios y los cables en cada ubicación.Una vez que los alambres y los orificios perforados estén adecuadamente cubiertos, utilice el epóxico restante para sujetar el tubo de plástico en la parte posterior del cangrejo de río. Esto garantizará que los alambres no se salgan de los orificios durante manipulaciones futuras. Dado que el epóxico tarda unos minutos en secarse, sostenga o coloque el cangrejo de río en un recipiente sin agua hasta que el epóxico ya no esté pegajoso al tacto.Una vez seco, lave el cangrejo de río con agua para eliminar los productos químicos en exceso y colóquelo nuevamente en un ambiente acuático. Para garantizar la salud del cangrejo de río, lo mejor es cambiar el agua aproximadamente una hora después, con el fin de eliminar cualquier residuo de productos químicos. Dado que el manipuleo prolongado altera las mediciones fisiológicas debido al estrés, el animal debe dejarse en reposo durante dos o tres días antes de cualquier experimentación.Ahora veamos cómo registrar los electrocardiogramas. Para comenzar a grabar electrocardiogramas o electros, conecte los cables provenientes del cangrejo de río a detectores de impedancia. Los dos cables que abarcan el corazón deben conectarse a un único detector de impedancia.Y de manera análoga para los dos cables que atraviesan el Tite, el detector de impedancia mide la resistencia dinámica entre los dos cables de acero inoxidable. Estas señales se registran conectando el detector directamente a un Power Lab. Todos los eventos se miden y calibran dentro del software de gráficos del Power Lab.Para comenzar la grabación, ajuste la tasa de adquisición a cuatro kilohercios. Las deflexiones grandes representan la frecuencia cardíaca y la frecuencia respiratoria. Puede aplicarse una función de suavizado al conjunto de datos.Para facilitar el conteo de cada latido y respiración, la frecuencia cardíaca puede determinarse mediante el conteo directo de cada latido durante intervalos de diez segundos y luego convirtiendo el resultado a latidos por minuto. Se muestra un cangrejo de río que ha permanecido sin disturbios durante algunas horas. Normal. Se registran las tasas basales para observar cualquier cambio en la respuesta autónoma.Al golpear ligeramente la cola del cangrejo de río, se provoca una respuesta de movimiento brusco de la cola. Y se observan cambios tanto en la frecuencia cardíaca como en la ventilatoria en el monitor del ordenador. Mediante el software de gráficos de Power Lab, estas respuestas pueden visualizarse como fluctuaciones en latidos por minuto y compararse con las frecuencias originales antes de provocar el movimiento brusco de la cola.Así que acabo de mostrarle cómo registrar la respuesta autónoma en el cangrejo de río. Al realizar este procedimiento, es importante recordar colocar cuidadosamente los cables y dejar al cangrejo de río reposar durante un mínimo de dos días. Esto garantizará que las grabaciones se deban al experimento y no a una respuesta de estrés provocada por el manejo del cangrejo de río.Así que eso es todo. Gracias por vernos y buena suerte con sus experimentos.

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Research

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Biology

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