Name: מחקה משימת החלל למאדים באמצעות Hindlimb פריקה חלקית משקל הנושאת בחולדות (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-04-04T14:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 54 s
Description: חקור מודל קרקעי חדשני לדמיון משימת חלל למאדים באמצעות פריקת משקל אחוריות ונשיאת משקל חלקית בחולדות. שיטה זו מאפשרת הערכה פיזיולוגית מקיפה של השפעות כבידה שונות על בריאות האסטרונאוטים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

עבודה זו נתמכה על ידי הלאומית לאווירונאוטיקה וחלל מינהל החלל (נאס א: NNX16AL36G). מחברים רוצה להודות Semple קרסון למתן את הציורים הכלולים כתב היד הזה.

כל השיטות המתוארות כאן אושרו על ידי טיפול בעלי חיים מוסדיים ועל שימוש הוועדה (IACUC) של המרכז הרפואי בית ישראל מסדר הדיאקוניסות תחת פרוטוקול מספר 067-2016.
הערה: משמשים Wistar זכר עכברים בגיל 14 שבועות בנקודת ההתחלה (יום 0). חולדות מלון בנפרד בסיסית מוקדמת 24 שעות הכלובים מותאם אישית כדי לאפשר והפיזיולוגי.
1. Hindlimb פריקה
הערה: ניתן לשים את הרתמה האגן על בעלי חיים או מורדם או ער. . כאן, התיאור של הפרוטוקול ניתנת על חיות מורדם. ללבוש ציוד מגן אישי המתאים (עיקרון השוויון הפוליטי) להתמודד עם בעלי חיים.
<ol><li>מקם את החולדה קופסת הרדמה ועם 3.5% איזופלוריין של זרימת חמצן 2 ל'/min. הערה: ההרדמה המתאים הוא אישר כאשר קמצוץ המשרד הכפה האחורי לא זכה לתגובה.</li>
	<li>ברגע החיה הוא מורדם לחלוטין, מקום העכברוש על הספסל עם הגז המרדים מגיע nosecone עם 2% איזופלוריין והזרימה חמצן של 1.5 ליטר/דקה.</li>
	<li>למקם את החולדה במצב שכיבה, לשים את הרתמה האגן בתנועה rostro-סימטרית.</li>
	<li>בעדינות לכופף הרתמה האגן כדי לספק ולהצמיד מתאים תוך נזהר לא לסחוט את hindlimbs כדי למנוע שריטות ואי נוחות.</li>
	<li>לצרף את שרשרת נירוסטה עם האבזם המסתובב העליון של האגן הרתמה, איפה קרס מצורפת בבסיס הזנב.</li>
	<li>להסיר את החולדה מן ההרדמה והמקום החיה בכלוב מותאם אישית עם השרשרת מורחב מקסימום שלה.</li>
	<li>ברגע העכברוש הוא ער לחלוטין, ניידים, לקצר את השרשרת באמצעות האבזם המסתובב העליון עד הגפיים האחוריות כבר לא יכולים להגיע אל הרצפה.</li>
	<li>להתבונן החיה לכמה דקות להעריך את הנוחות שלו זה בכלל פעמים, שני הגפיים האחוריות נשארות לפרוק לחלוטין.</li>
</ol>2. נשיאת משקל חלקית
הערה: שלב זה ניתן למימוש בבעלי חיים ערה וגם מרדימים.
<ol><li>להמיר את המכשיר הבולם HLU השעיה PWB על-ידי הוספת החלק בצורת משולש, מורכב של רשתות נירוסטה מוט בגב.</li>
	<li>עזים ומתנגד החיה בעקבות אותם הליכים כמפורט עבור HLU (שלבים 1.1 ו- 1.2).</li>
	<li>למקם ז'קט הקשר של הגודל המתאים forelimbs של העכברוש (ז על חולדות של 400 גרם או פחות, L חולדות במשקל של מעל 400 גרם) ולסגור אותו באמצעות התקן ההרחבה בגב החזייה.</li>
	<li>לצרף הקרס ממוקם בגב החזייה ב- extender האבזם השני על הקרס ממוקם על הרתמה האגן בבסיס הזנב אבזם אחד של החלק בצורת משולש.</li>
	<li>לאפשר את החיה להתאושש מן ההרדמה בכלוב. ברגע ער, ודא ההשעיה היא שווה גם את forelimbs וגם את hindlimbs באמצעות קיצור השרשרת ועריכת המיקום של האבזם המסתובב התחתון במידת הצורך. הערה: שלב זה גם ניתן למימוש באמצעות צלחת כוח כדי לאשר טעינת שווה על כל האיברים.</li>
	<li>מקם את העכברוש בראש הסולם כדי להקליט את משקל הגוף "טעון", קרי, המשקל של בעלי חיים לבין המנגנון כולו, ללא קיצור השרשרת.</li>
	<li>לקצר את השרשרת עד הסולם מציג 40% משקל הגוף "טעון" ולהקליט מושגת רמת הכבידה (המבוטא כיחס בין משקל לפרוק ומשקל טעון).</li>
	<li>להתבונן החיה כדי לוודא כי המשקל לפרוק היא יציבה, העכברוש נטענה באופן שווה על כל האיברים.</li>
	<li>להסיר את כל המתקן קנה המידה באמצעות המוט ולמקם את החולדה לכלוב.</li>
</ol>3. הערכה של hindlimb לאחוז בכוח
<ol><li>החזק את החולדה באיפוק המסורתית על-ידי הצבת יד אחת מתחת forelimbs. החזק בעדינות את הזנב עם היד השנייה.</li>
	<li>לגשת הבר אחיזה עם הכפות האחורי וודאו כי בשתי כפות הרגליים מונחות באופן מלא על הבר. הערה: אם החולדה לא לאחוז באופן מלא הבר או לא מציג ראיות מרתק מרצון, מעט לשחרר הריסון. אם זה לא מוצלח, לחזור העכברוש בכלוב ונסה שנית לאחר מספר דקות.</li>
	<li>משוך בעדינות את החולדה ישר בחזרה עד שהוא משחרר מאחיזתו. להקליט את כוח מקסימלי המוצג על המתמר.</li>
	<li>רגע כ-30 s בין מדידות לחזור על הבדיקה 3 פעמים.</li>
	<li>לחשב את הממוצע של שלוש מדידות עבור ניקוד, לחשבון על עייפות.</li>
</ol>4. הקלטה של שריר רטוב מסה
<ol><li>מקם את החולדה בחדר המתת חסד2 CO. לאחר המתנה הזמן המתאים על פי הנחיות IACUC AVMA, לאשר המתת חסד על ידי אבחנה חזותית של חוסר נשימה.</li>
	<li>למקם את החולדה על השולחן לנתיחה במצב של שכיבה ולהסיר את הפרווה והעור מאת אם ליד הקרסול בעזרת מספריים קטנות לנתיחה. השתמש ידיים כדי לשלוף את שכבת העור.</li>
	<li>בעזרת מספריים קטנות לנתיחה, בעדינות לשבור fascia שריר ולבודד הגיד calcaneus. הערה: הגיד calcaneus היא הנקודה החזקה של הסוליה והן את שרירי הסובך.</li>
	<li>בעוד אתה מחזיק את גיד calcaneus עם זוג מספריים קטנות, להשתמש את המספריים לנתיחה כדי לבודד את שרירי הסובך, הסוליה מ הדו-ראשי, הממוקם מעל.</li>
	<li>מבודדת בעבר, חותכים את נקודת הצמדה של שרירי הסובך, הסוליה באיזור popliteal.</li>
	<li>בעדינות משוך את הסוליה הרחק הסובך, לנתק אותם על ידי חיתוך של גיד calcaneus.</li>
	<li>מקם את החולדה במצב פרקדן. בזהירות הסר fascia, לקלף את השוקתי הקדמי של הקרסול תנועה כלפי מעלה.</li>
	<li>חותכים את השוקתי הקדמי בנקודה מצורף מעולה.</li>
	<li>לתעד את המסה רטובה המדויקת של כל שריר נכרת באמצעות סולם tared precision וסירה במשקל.</li>
</ol>

<ol><li>Desplanches, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structural+and+Functional+Adaptations+of+Skeletal+Muscle+to+Weightlessness%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Sports+Medicine%22%5BJournal%5D)">Structural and Functional Adaptations of Skeletal Muscle to Weightlessness.</a> International Journal of Sports Medicine. 18 (S4), S259-S264 (1997).</li>
<li>Fitts, R. H., Riley, D. R., Wildrick, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physiology+of+a+microgravity+environment%E2%80%AF%3A+Invited+review%E2%80%AF%3A+microgravity+and+skeletal+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%22%5BJournal%5D)">Physiology of a microgravity environment : Invited review : microgravity and skeletal muscle.</a> Journal of Applied Physiology. 89, 823-839 (2000).</li>
<li>Fitts, R. H., Riley, D. R., Widrick, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+and+structural+adaptations+of+skeletal+muscle+to+microgravity%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Experimental+Biology%22%5BJournal%5D)">Functional and structural adaptations of skeletal muscle to microgravity.</a> The Journal of Experimental Biology. 204 (Pt 18), 3201-3208 (2001).</li>
<li>Narici, M. V., De Boer, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Disuse+of+the+musculo-skeletal+system+in+space+and+on+earth%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Applied+Physiology%22%5BJournal%5D)">Disuse of the musculo-skeletal system in space and on earth.</a> European Journal of Applied Physiology. 111 (3), 403-420 (2011).</li>
<li>di Prampero, P. E., Narici, M. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Muscles+in+microgravity%3A+from+fibres+to+human+motion%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanics%22%5BJournal%5D)">Muscles in microgravity: from fibres to human motion.</a> Journal of Biomechanics. 36 (3), 403-412 (2003).</li>
<li>Wagner, E. B., Granzella, N. P., Saito, H., Newman, D. J., Young, L. R., Bouxsein, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Partial+weight+suspension%3A+a+novel+murine+model+for+investigating+adaptation+to+reduced+musculoskeletal+loading%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology+%28Bethesda%2C+Md.%E2%80%AF%3A+1985%29%22%5BJournal%5D)">Partial weight suspension: a novel murine model for investigating adaptation to reduced musculoskeletal loading.</a> Journal of Applied Physiology (Bethesda, Md. : 1985). 109 (2), 350-357 (2010).</li>
<li>Sung, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spaceflight+and+hind+limb+unloading+induce+similar+changes+in+electrical+impedance+characteristics+of+mouse+gastrocnemius+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Musculoskeletal+and+Neuronal+Interactions%22%5BJournal%5D)">Spaceflight and hind limb unloading induce similar changes in electrical impedance characteristics of mouse gastrocnemius muscle.</a> Journal of Musculoskeletal and Neuronal Interactions. 13 (4), 405-411 (2013).</li>
<li>Mcdonald, K. S., Blaser, C. A., Fitts, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Force-velocity+and+power+characteristics+of+rat+soleus+muscle+fibers+after+hindlimb+suspension%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%22%5BJournal%5D)">Force-velocity and power characteristics of rat soleus muscle fibers after hindlimb suspension.</a> Journal of Applied Physiology. 77 (4), 1609-1616 (1994).</li>
<li>Chowdhury, P., Long, A., Harris, G., Soulsby, M. E., Dobretsov, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Animal+model+of+simulated+microgravity%3A+a+comparative+study+of+hindlimb+unloading+via+tail+versus+pelvic+suspension%5BTitle%5D)+AND+%22Physiological+Reports%22%5BJournal%5D)">Animal model of simulated microgravity: a comparative study of hindlimb unloading via tail versus pelvic suspension.</a> Physiological Reports. 1 (1), e00012(2013).</li>
<li>Morey, E. R., Sabelman, E. E., Turner, R. T., Baylink, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+rat+model+simulating+some+aspects+of+space+flight%5BTitle%5D)+AND+%22The+Physiologist%22%5BJournal%5D)">A new rat model simulating some aspects of space flight.</a> The Physiologist. 22 (6), S23-4 (1979).</li>
<li>NASA. National Space Exploration Campaign Report. , Available from:
 <a target="_blank" href="https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/nationalspaceexplorationcampaign.pdf">https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/nationalspaceexplorationcampaign.pdf</a> (2018).</li>
<li>Mortreux, M., Nagy, J. A., Ko, F. C., Bouxsein, M. L., Rutkove, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+partial+gravity+ground-based+analogue+for+rats+via+quadrupedal+unloading%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%22%5BJournal%5D)">A novel partial gravity ground-based analogue for rats via quadrupedal unloading.</a> Journal of Applied Physiology. 125, 175-182 (2018).</li>
<li>Ellman, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combined+effects+of+botulinum+toxin+injection+and+hind+limb+unloading+on+bone+and+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22Calcified+Tissue+International%22%5BJournal%5D)">Combined effects of botulinum toxin injection and hind limb unloading on bone and muscle.</a> Calcified Tissue International. 94 (3), (2014).</li>
<li>Swift, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Partial+Weight+Bearing+Does+Not+Prevent+Musculoskeletal+Losses+Associated+with+Disuse%5BTitle%5D)+AND+%22Medicine+%26+Science+in+Sports+%26+Exercise%22%5BJournal%5D)">Partial Weight Bearing Does Not Prevent Musculoskeletal Losses Associated with Disuse.</a> Medicine & Science in Sports & Exercise. 45 (11), 2052-2060 (2013).</li>
<li>Morey-Holton, E. R., Globus, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hindlimb+unloading+rodent+model%3A+technical+aspects%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%22%5BJournal%5D)">Hindlimb unloading rodent model: technical aspects.</a> Journal of Applied Physiology. 92 (4), 1367-1377 (2002).</li>
<li>Andreev-Andrievskiy, A. A., Popova, A. S., Lagereva, E. A., Vinogradova, O. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluid+shift+versus+body+size%3A+changes+of+hematological+parameters+and+body+fluid+volume+in+hindlimb-unloaded+mice%2C+rats+and+rabbits%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Experimental+Biology%22%5BJournal%5D)">Fluid shift versus body size: changes of hematological parameters and body fluid volume in hindlimb-unloaded mice, rats and rabbits.</a> Journal of Experimental Biology. 221 (Pt 17), (2018).</li>
</ol>

המחברים אין לחשוף.

מודל זה מציג את הראשונה מבוססת על הקרקע אנלוגי שפותחו כדי לחקור לרמות רצופים לפריקת מכני, שואף לחקות טיול ולהישאר על מאדים.
שלבים רבים של פרוטוקול זה הם קריטיים כדי להבטיח את הצלחתה עליך להיבדק באופן הדוק. ראשית, חשוב לפקח על רווחתם של בעלי החיים ולהבטיח כי הם שמירה על התנהגות נורמלית (קרי, וביצוע משימות כגון אכילה, נח, חקר), במיוחד במהלך המדינה PWB איפה הם שומרים נורמליים יחסית תנוחה פיזיולוגית. שנית, למרות שרמת PWB להיות מאוד יציב לאורך זמן, הדורשים התערבות אנושית מינימלית1...

מטרות מחוץ לכדור הארץ, כולל הירח ועל מאדים, מייצג את עתידה של חקר החלל האנושי, אבל בשניהם יש כוח משיכה חלש יותר במידה ניכרת מאשר בארץ. בעוד ההשלכות של חוסר משקל על מערכת השלד והשרירים נחקרו בהרחבה האסטרונאוטים1,2,3,4,5 , מכרסמים6, 7 , 8 , 9, שהאחרון הודות hindlimb ומבוססת פריקה (HLU) מודל10, מעט מאוד ידוע על השפעת הכבידה חלקית. כוח-הכבידה מאדים ב-38% מקולות של כדור הארץ, הכוכב הזה הפך להיות המוקד של חקר לטווח ארוך11; לפיכך, חשוב להבין את השינוי שרירים שעלולות להתרחש בתוך הגדרה זו. לשם כך, פיתחנו מערכת הנושאת (PWB) משקל חלקי חולדות12, בהתבסס על העבודה הקודמת עכברים6,13, אשר אומתה באמצעות תוצאות שרירים ועצמות. עם זאת, חקר מאדים להיות קדמו תקופה ממושכת של microgravity, אשר לא טופלה שלנו המודל שתואר לעיל12. לכן, במחקר זה, אנו שינו את המודל שלנו לחקות טיול למאדים, המורכב השלב הראשון של hindlimb הכולל פריקה, ומיד אחריו בשלב השני של נשיאת משקל חלקית ל-40 אחוז הטעינה נורמלי.
שלא כמו רוב הדגמים HLU, בחרנו להשתמש רתמה האגן (מבוסס על המתואר על-ידי צ'אדורי et al.9) במקום השעיה זנב כדי לשפר את הנוחות של בעלי החיים, ולהיות מסוגל לנוע בצורה חלקה וללא מאמץ מ HLU כדי PWB ב עניין של דקות. בשילוב, השתמשנו הכלובים והתקנים ההשעיה כי בעבר פיתח ו תיאר בהרחבה12. בנוסף לספק נתונים אמין/עקבי, אנחנו גם בעבר הוכיח כי הנקודה החזקה קבועה של מערכת המתלים במרכז של המוט לא מנעו את החיות של העברה, טיפוח, מאכילה או שתייה. במאמר זה נתאר איך לפרוק את הגפיים האחוריות החיה (גם לגמרי וגם חלקית), ודא שלהם רמות כוח המשיכה מושגת, גם איך להעריך באופן פונקציונלי התיקונים שרירים הנוצרת באמצעות ידית כוח, רטוב מסת שריר. מודל זה יהיה מאוד שימושי עבור חוקרים המבקשים לחקור את ההשלכות של הכבידה חלקית (מלאכותי או extra-terrestrial) על מערכת השלד והשרירים שכבר נפגעה, ובכך לאפשר להם לחקור איך אורגניזמים להסתגל חלקי שטוען, ועל הפיתוח של הנגד כי ניתן לפתח כדי לשמור על בריאות במהלך ואחרי אדם בחלל.

<table><tbody><tr><td>10G מבודד מוצק חוטי נחושת</td><td></td><td>4WYY8</td><td>100 רגל חוט בניין מוצק עם סוג חוט THHN וגודל חוט 10 AWG, שחור</td></tr><tr><td>2 קירות פרספקס בעיצוב מותאם אישית</td><td>P& K אקריליק מותאם אישית בע"מ</td><td>N / A</td><td>2 קיר פרספקס שקוף מותאם אישית 3/16 אינץ' טיק, רוחב 12 3/16 אינץ', גובה 18 13/16 אינץ', 1 חריץ מעוגל בקוטר 0.25 אינץ' הממוקם בחלק העליון המרכזי של הקיר</td></tr><tr><td>3M Transpore קלטת כירורגית</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>18-999-380</td><td>קלטת כירורגית Transpore&nbsp;</td></tr><tr><td>אביזר אחיזת בר חולדה</td><td>הרווארד מכשיר</td><td>76-0479</td><td>אביזר אחיזת מוט חולדה, כפות קדמיות או אחוריות</td></tr><tr><td>סולם אנליטי</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>01-920-251</td><td>OHAUS Adventurer איזון אנליטי</td></tr><tr><td>משקל בעלי חיים</td><td>ZIEIS על ידי אמזון</td><td>N/A</td><td>70 פאונד קיבולת סולם דיגיטלי גדול למעלה 11.5 אינץ' x 9.3 אינץ' פלטפורמת דורה z-seal 110V מתאם 0.5 אונקיות</td></tr><tr><td>מאריכי חזייה אחורית</td><td>Luzen על ידי אמזון</td><td>N / A</td><td>17 יח '2 וו 3 שורות מגוון אקראי צבע נשים מרווח חזייה קליפ מאריך רצועת</td></tr><tr><td>דיגיטלי כוח</td><td>מד וגנר מכשירים</td><td>DFE2-010</td><td>50 N קיבולת אחיזה דיגיטלית מד כוח Chatillon DFE II</td></tr><tr><td>גזה</td><td>פישר מדעי</td><td>13-761-52</td><td>ספוגי גזה כותנה לא סטריליים&nbsp;</td></tr><tr><td>מחזיקי מפתחות ומחיאות כפיים מסתובבות</td><td>Paxcoo Direct על ידי אמזון</td><td>N/A</td><td>PaxCoo 100 יחידות מתכת מסתובב שרוך וו הצמד עם מחזיקי מפתחות</td></tr><tr><td>מחיאות כפיים לובסטר</td><td>תכשיטי פנדה בינלאומיים מוגבלים על ידי אמזון</td><td>N/A</td><td>Pandahall 100 יחידות כיתה A אבזמי טופר לובסטר נירוסטה 13x8 מ"מ</td></tr><tr><td>מעיל קשירה עכברוש - גדול</td><td>Braintree Scientific</td><td>RJ L</td><td>מעיל</td></tr><tr><td>קשירה עכברוש - בינוני</td><td>Braintree Scientific</td><td>RJ M</td><td>מעיל מכרסמים</td></tr><tr><td>צינורות סיליקון</td><td>Versilon St Gobain קרמיקה ופלסטיק</td><td>ABX00011</td><td>SPX-50 צינורות סיליקון</td></tr><tr><td>שרשראות נירוסטה</td><td>סופר מאהב על ידי אמזון</td><td>N/A</td><td>4.5 מ' 15FT כבל כבל קישור בתפזורת 6x8 מ"מ</td></tr></tbody></table>

מחקה משימת החלל למאדים באמצעות hindlimb פריקה חלקית משקל הנושאת בחולדות

Mimicking a Space Mission to Mars Using Hindlimb Unloading and Partial Weight Bearing in Rats

מודלים קרקעיים מכרסמים נמצאים בשימוש נרחב כדי להבין את ההשלכות הפיזיולוגיות של חלל טיסה על המערכת הפיזיולוגית, יש כבר מועסקים באופן שגרתי מאז 1979, התפתחות הינד האיבר פריקה (HLU). עם זאת, השלבים הבאים בתחום חקר החלל עכשיו לכלול לנסוע אל מאדים איפה כוח המשיכה 38% כוח המשיכה של כדור הארץ. מאז לא אנושי חוותה את רמה זו הכבידה חלקית, דוגמנית בת קיימא מבוסס על הקרקע יש צורך לחקור איך יגיב הגוף, כבר לקוי על ידי הזמן המושקע של microgravity, זה מטען חלקי. כאן השתמשנו חדשני חלקית נושאת משקל (PWB) המודל שלנו לחקות משימה קצרה ולהישאר על מאדים כדי להעריך את מגבלות פיזיולוגיות בשרירי הגפיים האחוריות המושרה על ידי שתי רמות שונות של הכבידה מופחתת מיושם בצורה סדרתית. זה יכול לספק מודל בטוח, מבוססת על הקרקע כדי ללמוד על עיבודים השלד והשרירים לשינוי הכבידה ולהקים הנגד יעיל לשמירה על בריאות ותפקוד של האסטרונאוטים.

מנצל הכלובים החדשים כי קודם לכן עיצבנו, תיאר בפירוט12, היינו מכשיר ההשעיה מבוססת-רשת נירוסטה מתאים גם hindlimb פריקה (HLU, איור 1) וגם חלקית-נשיאת משקל (PWB, איור 2). היתרון קריטי של העיצוב שלנו היא היכולת ללכת מסוג אחד של פריקה השני ב עניין של דקות תוך שמירה על סביבה זהים לבעלי החיים. השתמשנו רתמה האגן בהזמנה אישית (איור 2 א) שאליו מחובר שרשרת בודד נירוסטה בהזמנה אישית עם אב...

על ידי שימוש חדשני קרקעיים אנלוגי מודל, אנחנו מסוגלים לחקות משימת החלל כולל טיול (0 גרם), שהייה על מאדים (0.38 g) בחולדות. דגם זה מאפשר הערכה האורך של השינויים הפיזיולוגיים המתרחשים במהלך שני השלבים היפו-כבידה של המשימה.

מחקה משימת החלל למאדים באמצעות Hindlimb פריקה חלקית משקל הנושאת בחולדות

Rodent ground-based models are widely used to understand the physiological consequences of space flight on the physiological system and have been ...

הפרוטוקול שלנו מציע יתרון משמעותי על ידי יצירת האפשרות לחשוף בעלי חיים לרמות פריקה רצופות. בעבר, מודלים מבוססי קרקע השתמשו או פריקה hindlimb או נושאת משקל חלקית בנפרד. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא השימוש במנה אחת ובסביבה כדי לספק אפשרויות רבות כגון חיקוי טיול אל, והייה קצרה על מאדים.מודל זה יעזור להבין את המצב הפיזיולוגי עם הנחיתה על מאדים ואת האתגרים הפיזיולוגיים עבור אסטרונאוטים שנחשפו למספר רמות פריקה במהלך משימתם. מודל זה יכול לעזור לחוקרים לחקור מגוון רחב של שינויים פיזיולוגיים כולל אך לא מוגבל להתנהגות, זיכרון, ביצועים או מתח. הפגנת ההליך תהיה דניאלה ריברוס, עמיתת מחקר במעבדה שלנו.כדי לבצע פריקה אחורית, הנח את החולדה ההרדמה במלואה על הספסל עם גז הרדמה המגיע חרוט האף עם 2% isoflurane וזרימת חמצן של 1.5 ליטר לדקה. מניחים את החולדה בתקורה נוטה ולשים את רתמת האגן על בתנועה rostrocaudal. בעדינות לכופף את רתמת האגן כדי לספק התאמה נוחה תוך הקפדה לא לסחוט את הגפיים האחוריות כדי למנוע שפשופים ואי נוחות.חבר את שרשרת נירוסטה עם האבזם מסתובב לראש רתמת האגן, שם וו מחובר בבסיס הזנב. מוציאים את החולדה מההרדמת ומ מניחים את החיה בכלוב מותאם אישית כשהשרשרת מורחבת לכל היותר. לאחר החולדה ערה לחלוטין נייד, לקצר את השרשרת באמצעות אבזם מסתובב העליון עד הגפיים האחוריות כבר לא יכול להגיע לרצפה.המר את התקן המתלים האחורי לפרוק למכשיר מתלים נושא משקל חלקי על ידי הוספת החלק בצורת משולש, המורכב שרשראות נירוסטה מוט אחורי. מניחים ז'קט רצועה בגודל המתאים על איברי החזה של החולדה, וסגרו אותו באמצעות מאריך החזייה האחורית. חבר אבזם אחד של החלק בצורת המשולש של הוו הממוקם על מאריך החזייה האחורית, ואת האבזם הנגדי על הקרס הממוקם על רתמת האגן בבסיס הזנב.מניחים את החולדה על גבי הסולם כדי להקליט את משקל הגוף טעון כולל המשקל של המנגנון כולו מבלי לקצר את השרשרת. קצר את השרשרת עד שהקנה המידה יציג 40% ממשקל הגוף הטעון ויתרשם את רמת הכבידה שהושגה. עם המוט, הסר את המנגנון כולו מהקנה המידה והחזר את החולדה לכלוב שלה.כדי להעריך את כוח האחיזה האחורית, החזק את החולדה באיפוק המסורתי על ידי הנחת יד אחת מתחת לגפיים. החזק בעדינות את הזנב ביד השנייה. התקרבו לסו האחיזה עם כפות הרגליים האחוריות, וודאו ששתי כפות הרגליים נחות במלואן על הבר.לבסוף, בעדינות למשוך את החולדה ישר בחזרה עד שהוא משחרר את אחיזתו. חזור שלוש פעמים והקליט את הכוח המקסימלי המוצג על מתמר. חשב את הממוצע של שלוש המידות כדי להסביר עייפות.שבוע אחד של HLU ואחריו שבוע אחד של PWB40 הביא לירידה משמעותית במשקל הגוף דומה למה שנצפה בחולדות שנחשפו רק PWB40 לאותו משך. עם זאת, חולדות אלה המשיכו לרדת במשקל לאורך זמן תוך חשיפה לאחר מכן PWB40. שבוע אחד של פריקה מוחלטת הוביל לירידה בכוח האחיזה האחורית בהשוואה לפקדים תואמי גיל.עם זאת, לאחר שבוע אחד לאחר מכן של PWB40, לא נצפה שינוי נוסף לגבי כוח האחיזה. בנוסף, חולדות שעברו פריקה מוחלטת ואחריהן נושאת משקל חלקית הציגו ירידה משמעותית בכוח האחיזה בהשוואה לקבוצת PWB40. PWB40 בקבוצות HLU-PWB40 היה מסה רטובה נמוכה באופן משמעותי של soleus, gastrocnemius, ו tibialis השרירים לפני גיל מאשר פקדים תואמי גיל.עם זאת, לא נצפה הבדל משמעותי בין המסה הרטובה של קבוצות PWB40 ו- HLU-PWB40. ההצלחה של שיטה זו מסתמכת על הדיוק של הרמה החלקית נושאת משקל. ניטור תכוף חיוני להערכת בריאותם ופריקה של בעלי חיים מדי יום.שיטה זו אינה פולשנית ולכן אינה מונעת ניצול של הליכי בדיקה נוספים לגבי כל המערכות. אמצעים אורך הם גם קל ליישם אם זמן הטעינה נשאר נשלט. שיטה זו פותחה לחלוטין במעבדה והניצול של ציוד מותאם אישית יכול להיות מאתגר עבור צוותים חדשים.טכניקה זו פותחת את הדרך למחקרים מקיפים שבהם נושאת משקל חלקית נמצאת במשחק. זה יכול לכלול מצבים קליניים כגון שימוש בציוד מסייע, למשל קביים, קנים או יצוקה, כמו גם אקווה-תרפיה.

mimicking-space-mission-to-mars-using-hindlimb-unloading-partial

Research

JoVE Journal

Behavior

התנהגות

המבחן rotorod משמש כדי להעריך את מצב המנוע בתנועת הליכה של חמי פרקינסון חולדות אנלוגי.

השימוש Rotorod כשיטה לניתוח איכותי של הליכה עכברוש

כאן אנו מתארים את העכברוש orthotopic איבר האחוריות, הליך ההשתלה, אשר נראה כי תקן...

השתלת orthotopic לימב הינד-בחולדות

תנועה נבחנת לעיתים קרובות תוצאה התנהגותית במודלים שונים של מחלת בתחומים כמו אורתופדיה הנוירולוגיה. מאמר זה וידאו מתכוון לתאר שיטה לאיסוף התגובה הקרקע כוחות קינמטיקה של חולדות במהלך תנועה חסרת מעצורים.

קינמטיקה ואת תגובת קרקע חיל קביעת: הפגנה כימות של תנועה היכולות של מבוגרים צעירים, בגיל העמידה, ועל החולדות הגריאטרי

פיתחנו hindlimb alternant פריקה מודל בעכברים. היתרון העיקרי של השיטה שלנו hindlimb זנב טבעת פריקה על הטכניקה המקובלת זנב המתיחה מורי-הולטון היא הליך פשוט פשוט זה ממזער הלחץ על החיה.

שיטת Alternant את המודל המסורתי של נאס&quot;א פריקה Hindlimb ב עכברים

פרוטוקול זה מדגים את המודל שלנו של הליכון גינקולוגיות מבוססי פעילות להכשרת חולדות עם פגיעה בחוט השדרה (מדע). כלול קבוצות הן quadrupedal והן forelimb בלבד, בנוסף שני סוגים שונים של קבוצות שליטה שאינו מאומן. החוקרים מסוגלים להעריך השפעות אימון על חולדות SCI באמצעות פרוטוקול זה.

ההדרכה מבוססי פעילות על הליכון עם חוט השדרה נפגע Wistar חולדות

פרוטוקול זה מציג מודל חזק, לשחזור של כלי דם מרוכבים allotransplant (VCA) מכוון למחקר בו זמנית של אימונולוגיה והתאוששות תפקודית. הזמן שהושקע בטכניקה קפדנית בהשתלה אורתוטופית ירך ימין באמצע הירך האחורי עם תפורים ביד וסמיכות עצבית מניב את היכולת ללמוד התאוששות תפקודית.

לוקח את הצעד הבא: מודל השתלת גפיים אחוריות קופטציה עצבית כדי למקסם את ההתאוששות תפקודית בחולדה

ניתוח הליכה אוטומטי הוא כלי אפשרי להערכת התאוששות תפקודית במודלים של מכרסמים של פגיעה בעצב היקפי ופגיעה בחוט השדרה. אמנם זה דורש רק התקנה אחת כדי להעריך את תפקוד הקטר במודלים ניסיוניים שונים, התאמה קפדנית קשה ורכה והכשרה של בעלי החיים הוא חשוב מאוד.

ניתוח הליכה אוטומטי כדי להעריך התאוששות תפקודית מכרסמים עם פגיעה בעצב היקפי או חבלה בחוט השדרה

מאמר זה מציג פרוטוקול השתלת דש אוסטאומיו-עורית הטרוטופית חלקית בחולדות ותוצאותיו הפוטנציאליות במעקב אמצע הטווח.

מודל השתלת הינדימבה הטרוטופית חלקית בחולדות

הפרוטוקול הנוכחי מתאר מעקב/הערכה תלת-ממדיים של תנועה כדי לתאר שינוי בתנועת ההליכה של חולדות לאחר חשיפה לסביבה מדומה.

הבנה מקיפה של שינוי הליכה הנגרם על ידי חוסר פעילות במכרסמים

פרוטוקול זה מדגים כיצד לבצע קטיעה מתחת לברך בחולדות ולבצע מיד חידוש שרירים ממוקד (iTMR) כדי לחקור אסטרטגיות לטיפול ומניעת כאב הקשור לקטיעה ולהבנה טובה יותר של מנגנוני הכאב הקשורים לקטיעה.

מודל כריתת גפה אחורית מתחת לברך של עכברוש ועצבוב שרירים ממוקד מיידי

פרוטוקול זה מקים צינור הערכה קינמטי של עכברוש אחורי באמצעות בדיקת הליכון ללא סימן עם תיוג אוטומטי רב-מפרקי מונע למידה עמוקה, המאפשר כימות תנועה שניתן לשחזר.

מעקב סינכרוני רב-מפרקי מבוסס למידה עמוקה לכימות אובייקטיבי של קינמטיקה של תנועת גפיים אחוריות בעכברים

חקור מודל קרקעי חדשני לדמיון משימת חלל למאדים באמצעות פריקת משקל אחוריות ונשיאת משקל חלקית בחולדות. שיטה זו מאפשרת הערכה פיזיולוגית מקיפה של השפעות כבידה שונות על בריאות האסטרונאוטים.

מחקה משימת החלל למאדים באמצעות Hindlimb פריקה חלקית משקל הנושאת בחולדות

גלה סרטונים נוספים