Name: מודל פרה-אקליני של מכת חום מאמץ בעכברים (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-07-01T14:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 22 s
Description: למד מודל פרה-אקליני של מכת חום מאמץ בעכברים לחקר פיזיולוגיה וטיפולים. שיטה זו חוקרת השפעות קצב קירור על התאוששות ותוצאות לטווח ארוך.

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

playerTrialDesktop

עבודה זו מומנה על ידי משרד ההגנה W81XWH-15-2-0038 (TLC) ו BA180078 (TLC) וקרן BK ובטי סטיבנס (TLC). JMA נתמך בסיוע כספי מממלכת ערב הסעודית. מישל קינג הייתה עם אוניברסיטת פלורידה בזמן שהמחקר הזה נערך. כיום היא מועסקת על ידי המכון למדעי הספורט Gatorade, חטיבה של פפסיקו מו"פ.

כל ההליכים נבדקו ואושרו על ידי IACUC של אוניברסיטת פלורידה. עכברים זכרים או נקבות C57BL/6J, ~ 4 חודשים, במשקל בטווח של 27-34 גרם ו 20-25 גרם, בהתאמה, משמשים למחקר.
1. השתלה כירורגית של מערכת ניטור הטמפרטורה הטלמטרית
<ol><li>עם ההגעה מהמוכר, אפשר לבעלי החיים לנוח בויבריום לפחות שבוע לפני הניתוח כדי למזער את הלחץ של התחבורה.</li>
	<li>קבוצה בית העכברים (מקסימום של 5 לכלוב על פי הנחיות IACUC מקומיות) עד יום הניתוח להשתלת מכשיר טלמטרי טמפרטורה. שלם אותם בכלובים סטנדרטיים 7.25" (W) x 11.75" (L) x 5" (H) המכילים מצעים של קלח תירס. לשמור על מחזור האור על מחזור אור 12 x 12 (על: 7 בבוקר; כבוי: 7 בערב). לשמור על טמפרטורת הדיור ב 20-22 °C (50 °F) ולחות יחסית (RH) ב 30%-60%. ספק את דיאטת הצ'או הסטנדרטית ואת ליביטום אדי המים עד לפרוטוקול EHS. הערה: הרציונל לדיור יחיד הוא להימנע מפגיעה תכופה בלחימה בעכברים זכר C57bl/6J ולספק הזדמנות בשפע לריצה ספונטנית של גלגל לכל עכבר.</li>
	<li>למיקום התקני הטלמטריה, יש להרדים את העכבר עם איזופלוריין (4%, 0.4-0.6 ליטר/דקה של זרימת O2) בתא אינדוקציה. לאחר מכן, מניחים את העכבר תחת הרדמה רציפה באמצעות חרוט באף (1.5%, 0.6 ליטר / דקה).</li>
	<li>יש להשתמש חומר סיכה לעיניים, כגון משחת וטרינר, כדי להגן על עיני החיה מפני נזק או פציעה במהלך הניתוח.</li>
	<li>כדי להכין את האתר הכירורגי, לגלח את הבטן התחתונה עם קוצץ שיער בעלי חיים קטן או להשתמש מסיר שיער זמין מסחרית. לנהל את המנה הראשונה של buprenorphine תת עורי (0.1 מ"ג/ק"ג) במהלך תקופה זו.</li>
	<li>לשפשף את האזור עם שלוש שטיפות של povidone-יוד (או קרצוף חיידקים דומה) ואחריו 70% שטיפת אלכוהול איזופרופיל (או מלוחים סטריליים בהתאם לדרישות וטרינריות מקומיות). לאחר מכן, העבר את העכבר לאזור הניתוח.</li>
	<li>השתמש בוילונות דבק כדי לבודד את האתר הכירורגי על העכבר. באמצעות מכשירים סטריליים וטכניקה אספטית, לבצע חתכה ~ 1 ס"מ בקו האמצע לאורך אלבה לינאה, כ 0.5 ס"מ מן השוליים היקרים. לאחר מכן, להפריד את העור משכיית השריר ולעשות ירידה קטנה מעט יותר על אלבה לינאה, זהיר לא לפגוע במעיים או איברים פנימיים.</li>
	<li>לאחר ששכבת השריר פתוחה, הניחו את הטלמטר הסטרילי (מכשיר רדיו-מדידת מטרדיה זעיר רב פעמי ללא סוללה; 16.5 x 6.5 מ"מ) לתוך חלל התוך-פריתוניאלי מול העורקים והוורידים הססנים וגב לאיברים העיכול כדי לאפשר לו לצוף בחופשיות. הערה: כל הטלמטרים מנוקים עם מים וסבון, שטופים ביסודיות וגז מעוקר עם תחמוצת אתילן בין השימושים. אם עיקור הגז אינו זמין, טבילה בפתרונות עיקור (בעקבות המלצת היצרן לזמן דילול וטבילה) מתקבלת לחיטוי וחיטוי הטלמטרים.</li>
	<li>סגור את פתח הבטן עם תפר סטרילי 5-0 נספג, ולסגור את העור באמצעות תפר פשוט מופרע עם תפר פרולין 5-0. הערה: מתן אפשרות לטלמטר לצוף בתא הבטן מבלי לקשר אותו לקיר הבטן (שיטה המומלצת על ידי היצרן) הוכח כמוצלח ומועדף על ידי המחברים כדי למנוע מתח עודף בדופן הבטן במהלך הריפוי. יתר על כן, אין לכך כל השפעה על יכולתו של המקלט להשיג את האות מהמפלט.</li>
	<li>מניחים את העכבר בכלוב הנקי שלו עם כרית חימום ניידת מתחת לכלוב. לפקח על העכבר כל 15 דקות במהלך השעה הראשונה של התאוששות מהרדמה, ולאחר מכן לחזור למתקן דיור בעלי חיים.</li>
	<li>לספק עכברים עם זריקות buprenorphine תת עורי כל 12 שעות עבור 48 שעות במהלך ההתאוששות ולהמשיך לעקוב אחר סימני מצוקה. אם זמין, לתת בופרנורפין שחרור איטי תת עורית כל 24 שעות (1 מ"ג/ק"ג) עבור 48 שעות. אפשר לעכברים להתאושש במשך ~ 2 שבועות לאחר הניתוח לפני הצגת גלגל מרצון פועל.</li>
</ol>2. היכרות: ריצת גלגל מרצון וכפויה
<ol><li>לאחר החלמה מניתוח, הניחו את גלגלי הריצה מרצון בכלוב לגישה חופשית לגלגל. בחירות אחרות של גלגלי ריצה עשויות להיות יעילות באותה מידה, אך להבטיח שהן מתאימות לגדלי הכלוב המוגבלים הזמינים. הערה: גלגלי הריצה היו צריכים להיות מופחתים מעט בממד כדי להתאים לכלוב סטנדרטי.</li>
	<li>התאקלם בעכבר לגלגל ההתנדבותי בכלוב במשך שבועיים. לאחר התאקלמותו, העכבר מוכן לאימון עם הליכי היכרות עם גלגלי הריצה הכפויים.</li>
	<li>בצע את ארבעת האימונים (יום/יום) בתא הסביבתי בטמפרטורת החדר (כ-25 מעלות צלזיוס, 30% לחות יחסית). הערה: למרות שזה אידיאלי, עכברים הוכשרו בהצלחה גם גלגלי ריצה מאולצים זהים מחוץ לתא. לאחר מכן ניתן לאמן מספר עכברים בו זמנית מבלי להפריע לשימוש בתא.</li>
	<li>כדי להתחיל את האימון הראשון, אפשר לעכבר גלגל חופשי בגלגל הריצה שהשתנה למשך 15 דקות על ידי הסרה או התרופפות של חגורת הכונן המנוע כדי לאפשר לעכבר לקבוע את מהירות הגלגל ולהתאקלם אליו בצורה לא מלחיצה. הערה: פרוטוקולים יכולים להיות מופעלים עם תוכנה וחומרה המסופקים על ידי יצרן גלגל הריצה או עשויים להיות מוחלפים על ידי ספק כוח חיצוני לתכנות כי הוא קווית ישירות למנוע גלגל, המאפשר אוטומציה של פרוטוקול התרגיל המצטבר.</li>
	<li>כייל את המערכת עבור כל גלגל ריצה כדי לקבוע את הקשר בין מתח ספק הכוח לבין מטרים/דקה (מ'/דקה) של כל גלגל. הערה: גלגלי הריצה הכפויים שונו גם כדי להעלות את המנוע 15 ס"מ, הפוך ולהזיז את הגלגלת המניעה את הגלגל עד 5 ס"מ מעל פלטפורמת מקלט הטלמטריה. זה הבטיח כי פלטפורמת המקלט השיגה נתוני טלמטריה מדויקים במהלך פרוטוקול הריצה ללא הפרעה מהמנוע.</li>
	<li>לאחר תקופת מנוחה קצרה (<5 דקות), הפעל את פרוטוקול גלגל הריצה הכפוי. התחל את הגלגל ב 2.5 מ '/דקה ולהגדיל 0.3 מ '/דקה כל 10 דקות בסך הכל 1 שעה כדי לחקות את השעה הראשונה של משפט EHS בפועל, אבל בטמפרטורת החדר. החזר את העכבר לכלוב הביתי שלו ואפשר התאוששות של 24 שעות. נהל את שלושת מפגשי הריצה הכפויים הבאים באותו אופן בימים רצופים. אחרי היום הראשון, החלק של התאקלות גלגל חופשי הוא מיותר.</li>
	<li>אפשר לעכבר 2-3 ימים של שטיפה או התאוששות מהלחץ של תרגול גלגל הריצה הכפוי, אך אפשר לעכבר גישה חופשית לגלגל ההתנדבותי של הכלוב הביתי. העכבר מוכן כעת לעבור את פרוטוקול EHS.</li>
</ol>3. פרוטוקול EHS
<ol><li>בלילה שלפני פרוטוקול EHS, הנח את העכבר בתא הסביבתי בטמפרטורת החדר (~ 25 °C (~ 25 °C (25 °F, ≈30% לחות יחסית) כדי להתאקלם לתא.</li>
	<li>השתמש במערכת רכישת נתונים כדי לאסוף Tc רציף, בממוצע מעל 30-s מרווחים בן לילה.</li>
	<li>בבוקר פרוטוקול EHS, ודא שהעכבר נמצא בטווח רגיל של טמפרטורת יומיים או מתחתיו לפני העלאת טמפרטורת החדר (כלומר, 36-37 °C (37°F). זה מבטיח שלעכבר אין חום ולא חווה מתח מופרז בתקופה זו.</li>
	<li>ברגע שהעכבר יציב ובטווח טמפרטורת הליבה הרגילה של מנוחה, הסר את המזון והמים ושקל את החיה. סגרו את דלת החדר והגדילו את טמפרטורת התא ליעד של 37 °C (5 °F) ו-40%-50% לחות יחסית, או את הטמפרטורה והלחות הסביבתית הרצויה19. אמת את טמפרטורת החדר והלחות באמצעות צג טמפרטורה ולחות מכויל.</li>
	<li>הקיפו את החדר עם וילון האפלה כדי לשמור על אור והפרעות מינימליות במהלך הפרוטוקול. נטר את העכבר ברציפות במהלך הפרוטוקול באמצעות מצלמות IR מוארות מרחוק. מקד מצלמה שנייה על צג הטמפרטורה והלחות, ממוקם קרוב לגלגל הריצה. בצע את כל ההתאמות לבקר עבור הגדרת התא הסביבתי כדי להבטיח קריאות טמפרטורה מדויקות ליד החיה.</li>
	<li>לאחר שהתא הגיע לטמפרטורת היעד שלו כפי שנמדד על ידי המצלמה השנייה על צג הטמפרטורה (זה יכול לקחת ~ 30 דקות), פתח במהירות את דלת החדר והנח את העכבר בגלגל הריצה הכפוי.</li>
	<li>ליזום את פרוטוקול גלגל ריצה כפוי במהירות של 2.5 מ '/דקה ולהגדיל את המהירות 0.3 מ '/דקה כל 10 דקות עד העכבר מגיע Tc של 41 °C (5 °F). לאחר שהעכבר הגיע לטמפרטורת הליבה הזו, אפשר למהירות להישאר קבועה עד להגבלת סימפטום, המאופיינת באובדן הכרה לכאורה, נפילה לאחור או התעלפות, וחוסר היכולת להמשיך לרוץ או להיאחז בגלגל. אשר נקודת זמן זו כאשר לעכבר יש שלושה סיבובים לאחור על ההגה ללא סימנים של תגובה פיזית. לחלופין, זהה נקודת קצה הומאנית בהתאם לכללי IACUC המקומיים כדי לקבוע מתי להפסיק את הפרוטוקול (למשל, כאשר Tc ~ 43 °C ). נקודת קצה זו היא מעט מעל מגבלת סימפטום בעצם כל העכברים.</li>
	<li>כדי לבצע את פרוטוקול הקירור המהיר (R), ברגע שהעכבר מגיע למגבלת התסמינים, עצור את הגלגל והסר אותו מיד מגלגל הריצה הכפוי. שקול את העכבר והחזיר אותו לכלוב הביתי שלו כדי להתאושש בטמפרטורת החדר. במהלך תקופה זו, להשאיר את דלת החדר פתוח ולהחזיר את האינקובטור להגדיר נקודה לטמפרטורת החדר כדי לאפשר לתא להתקרר במהירות. הליך זה גורם להישרדות ארוכת טווח של >99%.</li>
	<li>כדי לבצע חשיפה חמורה יותר (S) EHS, שמור על הכלוב הביתי של החיה בתוך תא 37 °C (37°C) במהלך פרוטוקול EHS. כאשר החיה מגיעה למגבלת התסמינים, אפשר להם להישאר בגלגל הריצה עד שהם חוזרים לתודעה כפי שנצפה על ידי המצלמה המרוחקת (~ 5-9 דקות).</li>
	<li>לאחר מכן הסירו במהירות את העכבר מגלגל הריצה והחזירו אותו ישירות לכלוב שהתחמם מראש כדי לגרום לפרופיל קירור איטיבהרבה (איור 1A,קו מקווקו אדום), ולמעשה מבטלים את השלב ההיפותרמי EHS. הסר את החלק העליון של המסנן מהכלוב במהלך תקופה זו כדי לשפר את שיווי משקל עם התא.</li>
	<li>השתמש בכלוב התאוששות מראש לטמפרטורת החדר כדי לבצע הליך חלופי פחות חמור כדי לגרום לשלב היפותרמי מדוכא אבל עם שיעור הישרדות של 100%20.</li>
	<li>עבור פרוטוקול S, נטר בקפידה את העכבר במהלך השחזור ובדוק ברציפות אם קיימות נקודות קצה הומאנות. למרות שקשה לבדוק מרחוק נקודות קצה הומאנות נפוצות (למשל, רפלקס ימין), התבונן בעכברים מרחוק לתנועות רגילות במהלך ההתאוששות כגון טיפוח, נשימה רגילה, ליקוק וכו '. לפקח על TC במהלך תקופה זו.</li>
	<li>עכברים לא סביר להתאושש אם טמפרטורת הליבה שלהם הופכת כיוון במהלך שלב ההתאוששות, בסופו של דבר עולה על 40 °C (50 °F); בשלב זה, לסיים את הניסוי ולהעריך את העכבר עבור נקודות קצה אנושיות סטנדרטיות.</li>
</ol>

<ol><li>Leon, L. R., Bouchama, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heat+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22Comprehensive+Physiology%22%5BJournal%5D)">Heat stroke.</a> Comprehensive Physiology. 5 (2), 611-647 (2015).</li>
<li>Laitano, O., Leon, L. R., Roberts, W. O., Sawka, M. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controversies+in+exertional+heat+stroke+diagnosis%2C+prevention%2C+and+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%22%5BJournal%5D)">Controversies in exertional heat stroke diagnosis, prevention, and treatment.</a> Journal of Applied Physiology. 127 (5), 1338-1348 (2019).</li>
<li>King, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+prior+illness+on+exertional+heat+stroke+presentation+and+outcome%5BTitle%5D)+AND+%22PLOS+One%22%5BJournal%5D)">Influence of prior illness on exertional heat stroke presentation and outcome.</a> PLOS One. 14 (8), 0221329(2019).</li>
<li>Carter, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Epidemiology+of+hospitalizations+and+deaths+from+heat+illness+in+soldiers%5BTitle%5D)+AND+%22Medicine+and+Science+in+Sports+and+Exercise%22%5BJournal%5D)">Epidemiology of hospitalizations and deaths from heat illness in soldiers.</a> Medicine and Science in Sports and Exercise. 37 (8), 1338-1344 (2005).</li>
<li>Howe, A. S., Boden, B. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heat-related+illness+in+athletes%5BTitle%5D)+AND+%22The+American+Journal+of+Sports+Medicine%22%5BJournal%5D)">Heat-related illness in athletes.</a> The American Journal of Sports Medicine. 35 (8), 1384-1395 (2007).</li>
<li>Wallace, R. F., Kriebel, D., Punnett, L., Wegman, D. H., Amoroso, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prior+heat+illness+hospitalization+and+risk+of+early+death%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Research%22%5BJournal%5D)">Prior heat illness hospitalization and risk of early death.</a> Environmental Research. 104 (2), 290-295 (2007).</li>
<li>Wang, J. -C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+association+between+heat+stroke+and+subsequent+cardiovascular+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22PLOS+One%22%5BJournal%5D)">The association between heat stroke and subsequent cardiovascular diseases.</a> PLOS One. 14 (2), 0211386(2019).</li>
<li>Leon, L. R., Blaha, M. D., DuBose, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Time+course+of+cytokine%2C+corticosterone%2C+and+tissue+injury+responses+in+mice+during+heat+strain+recovery%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%22%5BJournal%5D)">Time course of cytokine, corticosterone, and tissue injury responses in mice during heat strain recovery.</a> Journal of Applied Physiology. 100 (4), 1400-1409 (2006).</li>
<li>Leon, L. R., DuBose, D. A., Mason, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heat+stress+induces+a+biphasic+thermoregulatory+response+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Physiology.+Regulatory%2C+Integrative+and+Comparative+Physiology%22%5BJournal%5D)">Heat stress induces a biphasic thermoregulatory response in mice.</a> American Journal of Physiology. Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 288 (1), 197-204 (2005).</li>
<li>Leon, L. R., Gordon, C. J., Helwig, B. G., Rufolo, D. M., Blaha, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermoregulatory%2C+behavioral%2C+and+metabolic+responses+to+heatstroke+in+a+conscious+mouse+model%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Physiology.+Regulatory%2C+Integrative+and+Comparative+Physiology%22%5BJournal%5D)">Thermoregulatory, behavioral, and metabolic responses to heatstroke in a conscious mouse model.</a> American Journal of Physiology. Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 299 (1), 241-248 (2010).</li>
<li>King, M. A., Leon, L. R., Morse, D. A., Clanton, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unique+cytokine+and+chemokine+responses+to+exertional+heat+stroke+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%22%5BJournal%5D)">Unique cytokine and chemokine responses to exertional heat stroke in mice.</a> Journal of Applied Physiology. 122 (2), 296-306 (2016).</li>
<li>Costa, K. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((l-Arginine+supplementation+prevents+increases+in+intestinal+permeability+and+bacterial+translocation+in+Male+Swiss+mice+subjected+to+physical+exercise+under+environmental+heat+stress%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Nutrition%22%5BJournal%5D)">l-Arginine supplementation prevents increases in intestinal permeability and bacterial translocation in Male Swiss mice subjected to physical exercise under environmental heat stress.</a> The Journal of Nutrition. 144 (2), 218-223 (2014).</li>
<li>Hubbard, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+exercise+in+the+heat+on+predisposition+to+heatstroke%5BTitle%5D)+AND+%22Medicine+and+Science+in+Sports%22%5BJournal%5D)">Effects of exercise in the heat on predisposition to heatstroke.</a> Medicine and Science in Sports. 11 (1), 66-71 (1979).</li>
<li>Hubbard, R. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rat+model+of+acute+heatstroke+mortality%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%3A+Respiratory%2C+Environmental+and+Exercise+Physiology%22%5BJournal%5D)">Rat model of acute heatstroke mortality.</a> Journal of Applied Physiology: Respiratory, Environmental and Exercise Physiology. 42 (6), 809-816 (1977).</li>
<li>Hubbard, R. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diagnostic+significance+of+selected+serum+enzymes+in+a+rat+heatstroke+model%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%3A+Respiratory%2C+Environmental+and+Exercise+Physiology%22%5BJournal%5D)">Diagnostic significance of selected serum enzymes in a rat heatstroke model.</a> Journal of Applied Physiology: Respiratory, Environmental and Exercise Physiology. 46 (2), 334-339 (1979).</li>
<li>Hubbard, R. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Role+of+physical+effort+in+the+etiology+of+rat+heatstroke+injury+and+mortality%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%3A+Respiratory%2C+Environmental+and+Exercise+Physiology%22%5BJournal%5D)">Role of physical effort in the etiology of rat heatstroke injury and mortality.</a> Journal of Applied Physiology: Respiratory, Environmental and Exercise Physiology. 45 (3), 463-468 (1978).</li>
<li>Garcia, C. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sex-dependent+responses+to+exertional+heat+stroke+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%22%5BJournal%5D)">Sex-dependent responses to exertional heat stroke in mice.</a> Journal of Applied Physiology. 125 (3), Bethesda, Md. 841-849 (2018).</li>
<li>Garcia, C. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+Ibuprofen+during+Exertional+Heat+Stroke+in+Mice%5BTitle%5D)+AND+%22Medicine+and+Science+in+Sports+and+Exercise%22%5BJournal%5D)">Effects of Ibuprofen during Exertional Heat Stroke in Mice.</a> Medicine and Science in Sports and Exercise. 52 (9), 1870-1878 (2020).</li>
<li>King, M. A., Leon, L. R., Mustico, D. L., Haines, J. M., Clanton, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomarkers+of+multi-organ+injury+in+a+pre-clinical+model+of+exertional+heat+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%22%5BJournal%5D)">Biomarkers of multi-organ injury in a pre-clinical model of exertional heat stroke.</a> Journal of Applied Physiology. 118 (10), Bethesda, Md. (2015).</li>
<li>Murray, K. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exertional+heat+stroke+leads+to+concurrent+long-term+epigenetic+memory%2C+immunosuppression+and+altered+heat+shock+response+in+female+mice%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physiology%22%5BJournal%5D)">Exertional heat stroke leads to concurrent long-term epigenetic memory, immunosuppression and altered heat shock response in female mice.</a> The Journal of Physiology. 599 (1), 119-141 (2021).</li>
<li>Leon, L. R., DuBose, D. A., Mason, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heat+stress+induces+a+biphasic+thermoregulatory+response+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Physiology-Regulatory%2C+Integrative+and+Comparative+Physiology%22%5BJournal%5D)">Heat stress induces a biphasic thermoregulatory response in mice.</a> American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 288, 197-204 (2005).</li>
<li>Laitano, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Delayed+metabolic+dysfunction+in+myocardium+following+exertional+heat+stroke+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physiology%22%5BJournal%5D)">Delayed metabolic dysfunction in myocardium following exertional heat stroke in mice.</a> The Journal of Physiology. 598 (5), 967-985 (2020).</li>
<li>Iwaniec, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acute+phase+response+to+exertional+heat+stroke+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Physiology%22%5BJournal%5D)">Acute phase response to exertional heat stroke in mice.</a> Experimental Physiology. 106 (1), 222-232 (2020).</li>
<li>He, S. -X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimization+of+a+rhabdomyolysis+model+in+mice+with+exertional+heat+stroke+mouse+model+of+EHS-rhabdomyolysis%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Physiology%22%5BJournal%5D)">Optimization of a rhabdomyolysis model in mice with exertional heat stroke mouse model of EHS-rhabdomyolysis.</a> Frontiers in Physiology. 11, (2020).</li>
<li>Lopez, J. R., Kaura, V., Diggle, C. P., Hopkins, P. M., Allen, P. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Malignant+hyperthermia%2C+environmental+heat+stress%2C+and+intracellular+calcium+dysregulation+in+a+mouse+model+expressing+the+p.G2435R+variant+of+RYR1%5BTitle%5D)+AND+%22British+Journal+of+Anaesthesia%22%5BJournal%5D)">Malignant hyperthermia, environmental heat stress, and intracellular calcium dysregulation in a mouse model expressing the p.G2435R variant of RYR1.</a> British Journal of Anaesthesia. 121 (4), 953-961 (2018).</li>
<li>Laitano, O., Murray, K. O., Leon, L. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Overlapping+mechanisms+of+exertional+heat+stroke+and+malignant+hyperthermia%3A+evidence+vs.+conjecture%5BTitle%5D)+AND+%22Sports+Medicine%22%5BJournal%5D)">Overlapping mechanisms of exertional heat stroke and malignant hyperthermia: evidence vs. conjecture.</a> Sports Medicine. 50 (9), Auckland, N.Z. 115-123 (2020).</li>
<li>Casa, D. J., Armstrong, L. E., Kenny, G. P., O'Connor, F. G., Huggins, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exertional+heat+stroke%3A+new+concepts+regarding+cause+and+care%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Sports+Medicine+Reports%22%5BJournal%5D)">Exertional heat stroke: new concepts regarding cause and care.</a> Current Sports Medicine Reports. 11 (3), 115-123 (2012).</li>
</ol>

למחברים אין ניגודי עניינים לחשוף. כל העבודה שבוצעה וכל התמיכה בפרויקט זה נוצרו באוניברסיטת פלורידה.

סקירה טכנית זו שואפת לספק קווים מנחים לביצועים של מודל פרה-אקליני של EHS בעכברים. שלבים וחומרים מפורטים הנדרשים לביצוע פרק EHS לשחזור של חומרות משתנות מסופקים. חשוב לציין, המודל מחקה במידה רבה את הסימנים, הסימפטומים, ותפקוד לקוי מרובה איברים שנצפו בקורבנות EHSאנושיים 11,19. יתר על כן, מודל זה מאפשר בדיקה של המנגנון שבבסיסו התאוששות EHS לטווח קצר וארוך19,20,22,...

שבץ חום מאופיין בתפקוד מערכת העצבים המרכזית ונזק לאיברים הבאים בנבדקים היפרתרמיים1. ישנם שני ביטויים של מכת חום. מכת חום קלאסית (CHS) משפיעה בעיקר על אוכלוסיות קשישים במהלך גלי חום או ילדים שנותרו בכלי רכב חשופי שמש במהלך ימי הקיץ החמים1. מכת חום מאמץ (EHS) מתרחשת כאשר יש חוסר יכולת thermoregulate כראוי במהלך מאמץ פיזי, בדרך כלל, אבל לא תמיד, תחת טמפרטורות סביבה גבוהות וכתוצאה מכך תסמינים נוירולוגיים, היפרתרמיה, ולאחר מכן תפקוד רב איברים ונזק2. EHS מתרחשת ספורטאי פנאי ואליטה, כמו גם אנשי צבא ובפועלים עם ובלי התייבשות במקביל3,4. ואכן, EHS הוא הגורם המוביל השלישי לתמותה אצל ספורטאים במהלך פעילות גופנית5. זה מאוד מאתגר ללמוד EHS בבני אדם כמו הפרק יכול להיות קטלני או להוביל לתוצאות בריאותיות שליליות לטווח ארוך6,7. לכן, מודל פרה קליני אמין של EHS יכול לשמש ככלי רב ערך כדי להתגבר על המגבלות של תצפיות קליניות רטרוספקטיביות אסוציאטיביות בקורבנות EHS אנושיים. דגמים פרה-קליניים של CHS במכרסמים וחזירים אופיינו היטב8,9,10. עם זאת, מודלים פרה-אקליניים של CHS אינם מתורגמים ישירות לפתופיזיולוגיה EHS בשל ההשפעות הייחודיות של פעילות גופנית על הפרופיל התרמו-ריאלטורי ותגובה חיסוניתמולדת 11. בנוסף, ניסיונות קודמים לפתח מודלים פרה-אקליניים של EHS במכרסמים הציבו הגבלות משמעותיות, כולל גירויי לחץ מובחרים הנגרמים על ידי הלם חשמלי, החדרת בדיקה רקטלית וטמפרטורות גוף בסיסיות מוגדרות מראש עם שיעורי תמותה גבוהים12,13,14,15,16 שאינם תואמים את הנתונים האפידמיולוגיים הנוכחיים. אלה מייצגים מגבלות משמעותיות שעלולות לבלבל את פרשנות הנתונים ולספק מדדי סמנים ביולוגיים לא אמינים. לכן, הפרוטוקול נועד לאפיין ולתאר את הצעדים של מודל פרה-קליני מתוקנן, חוזר על עצמו וניתן לתרגום של EHS בעכברים, שהוא ברובו חופשי מהמגבלות שהוזכרו לעיל. התאמות למודל שיכולות לגרום לתוצאות פיזיולוגיות מדורגות ממכת חום בינונית עד קטלנית מתוארות. למיטב ידיעת המחברים, זהו המודל הקדם-אקליני היחיד של EHS עם מאפיינים כאלה, מה שמאפשר להמשיך במחקר EHS רלוונטי באופן מונחה השערה11,17,18.

<table><tbody><tr><td>&nbsp; 1080p hd 4 מצלמות אבטחה 4ch מערכת מצלמות אבטחה וידאו ביתיות עם 1TB HDD 2mp מצלמות לילה ערכת מעקב טלוויזיה במעגל סגור LaView</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>5-0 מצופה ויקריל סגול קלוע</td><td>אתיקון</td><td></td><td></td></tr><tr><td>5-0 אתילון ניילון תפר שחור מונופילמנט</td><td>אתיקון</td><td></td><td></td></tr><tr><td>דבק וילון כירורגי עם פובידון 12x18</td><td>Jorgensen Labset al.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ספקי-כוח DC ניתנים-לתכנות רב-טווחים מבית BK Precision 9201</td><td>BK Precision</td><td></td><td></td></tr><tr><td>DR Instruments&nbsp; ערכת ניתוח אנטומיה מקיפה לסטודנטים לרפואה</td><td>&nbsp; DR Instruments</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Energizer ספק כוח</td><td>Starr Life Sciences</td><td></td><td></td></tr><tr><td>G2 Emitteret al.</td><td>Starr Life Sciences</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Layfayette גלגל ממונע דגם #80840B</td><td>Layfayette</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Patterson Veterinary Isoflurane</td><td>Patterson Veterinary</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Platform Receiveret al.</td>תא סביבתי מדעי <td>סטאר</td><td></td><td></td></tr><tr><td>מדעי מדעי דגם 3911</td> גלגלי אימון <td>תרמופורמה</td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>&nbsp; מכון קולומבוס</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

מודל פרה-אקליני של מכת חום מאמץ בעכברים

A Preclinical Model of Exertional Heat Stroke in Mice

מכת חום היא הביטוי החמור ביותר של מחלות הקשורות לחום. מכת חום קלאסית (CHS), הידועה גם בשם שבץ חום פסיבי, מתרחשת במנוחה, ואילו מכת חום מאמץ (EHS) מתרחשת במהלך פעילות גופנית. EHS שונה CHS באטיולוגיה, מצגת קלינית, והמשך של תפקוד רב איברים. עד לאחרונה, רק דגמים של CHS הוקמו היטב. פרוטוקול זה נועד לספק קווים מנחים למודל עכבר פרה-אקליני מעודן של EHS, הנאווה בגורמים מגבילים מרכזיים כגון שימוש בהרדמה, איפוק, בדיקות רקטליות או הלם חשמלי. גברים ונקבות C57Bl/6 עכברים, מכשירים עם טמפרטורת הליבה (Tc) בדיקות טלמטריות נוצלו במודל זה. לצורך היכרות עם מצב הריצה, עכברים עוברים 3 שבועות של הכשרה באמצעות גלגלי ריצה מרצון וכפויים כאחד. לאחר מכן, עכברים רצים על גלגל כפוי בתוך תא אקלים להגדיר ב 37 °C (5 °F) ו 40%-50% לחות יחסית (RH) עד הצגת מגבלת סימפטום (למשל, אובדן הכרה) ב Tc של 42.1-42 °C (5 °F), אם כי תוצאות מתאימות ניתן להשיג בטמפרטורות החדר בין 34.5-39.5 °C (למשל, אובדן הכרה) ב Tc של 42.1-42 °C (5 °F), אם כי תוצאות מתאימות ניתן להשיג בטמפרטורות החדר בין 34.5-39.5 °C (30%-90%. בהתאם לחומרה הרצויה, עכברים מוסרים מהתא באופן מיידי להתאוששות בטמפרטורת הסביבה או נשארים בתא המחומם למשך זמן רב יותר, מה גרימת חשיפה חמורה יותר ושכיחות גבוהה יותר של תמותה. התוצאות מושוות לבקרות פעילות גופנית תואמות מזויפות (EXC) ו/או פקדים נאיביים (NC). המודל משקף רבות מהתוצאות הפתופיזיולוגיות שנצפו ב- EHS האנושי, כולל אובדן הכרה, היפרתרמיה חמורה, נזק רב-איברי כמו גם שחרור ציטוקינים דלקתיים, ותגובות פאזה חריפות של המערכת החיסונית. מודל זה אידיאלי למחקר מונחה השערות כדי לבחון אסטרטגיות מניעה וטיפולית שעלולות לעכב את הופעת EHS או להפחית את הנזק הרב-איברי המאפיין ביטוי זה.

הפרופילים התרמו-גולטוריים הטיפוסיים במהלך כל פרוטוקול EHS ושחזור מוקדם של עכבר מודגמים באיור 1A. פרופיל זה כולל ארבעה שלבים נפרדים שניתן להגדיר כשלב חימום התא, שלב פעילות גופנית מצטברת, שלב פעילות גופנית במצב יציב, ושלב התאוששות על ידי שיטת קירור מהירה (R) או חמורה (S)17. התוצאות התרמו-רגולאטוריות העיקריות כוללות Tc מרבי שהושג (Tc, מקסימום) ואת הזמן הנדרש כדי להגיע Tc, מקסימום. אזור תרמי עולה מאפשר לקבוע את החשיפה היעילה לטמפרטורה &gt;39°C21 וע...

הפרוטוקול מתאר התפתחות של מודל סטנדרטי, חוזר, פרה-אקליני של מכת חום מאמץ (EHS) בעכברים ללא גירויים חיצוניים שליליים כגון הלם חשמלי. המודל מהווה פלטפורמה ללימודים מכאניסטיים, מונעים וטיפוליים.

Heat stroke is the most severe manifestation of heat-related illnesses. Classic heat stroke (CHS), also known as passive heat stroke, occurs at rest, ...

בעבר, רק דגמים פסיביים של מכת חום כבר מבוססים היטב. מודל זה של מכת חום מאמץ הוא ללא מגבלות עיקריות ומחקה מקרוב יותר את הפתופיזיולוגיה האנושית. לא ניתן לחקור ביעילות שבץ חום בבני אדם מכיוון שמדובר במצב מסכן חיים.מודל פרה קליני זה שומר על המאפיינים הקליניים של מכת חום מאמץ אנושי. טכניקה זו מסייעת לבדוק את ההשפעות של קצב הקירור על ההתאוששות ממכת חום מאמץ, תחלואה מבליעה של סמים, כמו גם השלכות ארוכות טווח של חשיפה לשבץ חום. שיוכיח את ההליך יהיה ג'מאל אלזהרני, סטודנט בכיר לדוקטורט מהמעבדה של ד"ר קלנטון.לאחר מרדים את העכבר, השתמש חומר סיכה לעיניים כגון משחת הווטרינר כדי להגן על העיניים של החיה מפני נזק או פציעה במהלך הניתוח. כדי להכין את האתר הכירורגי, לגלח את הבטן התחתונה עם קוצץ שיער בעלי חיים קטן או מסיר שיער זמין מסחרית. לנהל את המנה הראשונה של תת עורית 0.1 מיליגרם לקילוגרם buprenorphine.לשפשף את האזור עם שלוש שטיפות של povidone-יוד או כלורהקסידין, ואחריו 70% שטיפת אלכוהול איזופרופיל, ולאחר מכן להעביר את העכבר לאזור הניתוח, להשתמש בוילונות דבק כדי לבודד את האתר הכירורגי על העכבר. באמצעות מכשירים סטריליים בטכניקה אספטית, לבצע חתוך של סנטימטר אחד בקו האמצע לאורך אלבה לינאה כ -0.5 ס"מ מהשוליים היקרים, ולאחר מכן להפריד את העור משכיית השריר ולעשות חתוך קטן מעט יותר על אלבה לינאה להיזהר לא

a-preclinical-model-of-exertional-heat-stroke-in-mice

Research

JoVE Journal

Medicine

רפואה

מודל רב עוצמה עבור perioperative וביקורתית טיפול הקשור לפגיעה כליות חריפה מוצגת. שימוש hypoperfusion כל הגוף הנגרמת על ידי דום לב אפשר כמעט לשחזר את השינויים היסטולוגית ופונקציונלי של AKI קליניים.

דום לב Normothermic ו החייאה: במודל עכבר של פגיעה איסכמיה reperfusion

מאמר זה מתאר פרוטוקול ליפרתרמיה כל גוף בעכברים שיכולים לעורר חום כמו תנאים עד 12-24 שעות.

פרוטוקול ליפרתרמיה הארוכה משך כל גוף בעכברים

בסרטון זה, אנו מתארים הליך כירורגי להשתלת התקן טלמטרי טמפרטורה במודל עכבר כדי למדוד ברציפות את טמפרטורת הגוף הליבה שלו.

השתלה כירורגית של מערכת ניטור טמפרטורה טלמטרית במודל עכבר: הליך כירורגי להשתלת מכשיר טלמטרי טמפרטורה למדידת טמפרטורת גוף ליבת העכבר

בסרטון זה אנו מתארים פרוטוקול שלב אחר שלב לחקר מכת חום במאמץ (EHS) במודל עכבר.

מודל עכבר שבץ חום במאמץ: פרוטוקול לחקר מנגנונים העומדים בבסיס מכת חום במאמץ

סרטון זה מדגים את ההליך לגרימת התקפים הנגרמים מחום בעכבר טרנסגני עם מוטציות גנטיות הקשורות לאפילפסיה על ידי העלאה הדרגתית של טמפרטורת הגוף בתא מבוקר. פרוטוקול זה משמש לחקר מנגנוני התקפים וטיפולים פוטנציאליים לאפילפסיה.

הפעלה וניטור של התקפים הנגרמים על ידי חום במודל עכבר טרנסגני

מודגמת שיטה להערכת סיבולת פעילות גופנית בעכברי מעבדה ללא שימוש ברשת הלם. שיטה זו היא חידוד אנושי שיכול להפחית את ההשפעות המבלבלות של לחץ על פרמטרים ניסיוניים.

הערכה של Murine תרגיל סיבולת ללא השימוש ברשת הלם: אלטרנטיבי לתרגיל בכפייה

אימון בעצימות גבוהה ב היפוקסיה הוא פרוטוקול כי הוכח לזירוז שעשוי להיות מועיל אצל חלק מהחולים וסקולרית עיבודים וכדי לשפר ספורטאים חזר על יכולת הריצה. כאן, אנו לבחון את הכדאיות של עכברים הדרכה באמצעות פרוטוקול, לזהות את אלה עיבודים לכלי הדם באמצעות ex-vivo הערכת תפקוד כלי הדם.

Supramaximal פעילות גופנית בעצימות ובשפתיים והערכת תפקוד כלי הדם בעכברים

מטרת השיטה היא לסנן היפרתרמיה או התקפים הנגרמים בחום במודלים של עכבר. הפרוטוקול מתאר את השימוש בתא שנבנה בהתאמה אישית עם ניטור רציף של טמפרטורת הגוף כדי לקבוע אם טמפרטורת הגוף הגבוהה מובילה להתקפים.

מסך התנהגותי להתקפים הנגרמים על ידי חום במודלים של עכבר של אפילפסיה

מודל מורין זה משלב עלבון ספטי עם חוסר שימוש בשרירי הגפיים האחוריות כדי לשחזר את התכונה המרותקת למיטה של חולה ספיגה טיפוסי. המודל מייצג סטייה משמעותית ממודלים קודמים לחקר תפקוד לקוי של שרירים באלח דם והוא גישה ניתנת לשחזור לטיפול באסטרטגיות טיפוליות לטיפול במצב זה.

מודל פרה-קליני של מיופתיה הנגרמת מאלח דם עם חוסר שימוש בעכברים

פילמנטיות חסימה של עורק המוח התיכון הוא מודל משותף לחקר שבץ איסכמי בעכברים.

דוגמנות שבץ בעכברים - העורקים התיכון ספיגה מוחין עם דגם נימה

למד מודל פרה-אקליני של מכת חום מאמץ בעכברים לחקר פיזיולוגיה וטיפולים. שיטה זו חוקרת השפעות קצב קירור על התאוששות ותוצאות לטווח ארוך.

מודל פרה-אקליני של מכת חום מאמץ בעכברים

גלה סרטונים נוספים