Modello murino di colpo di calore da sforzo: un protocollo per studiare i meccanismi alla base del colpo di calore da sforzo

Il colpo di calore da sforzo o EHS è causato da un rapido aumento della temperatura corporea dovuto a uno sforzo fisico eccessivo in condizioni di caldo e umidità, che porta a disfunzioni neurologiche e danni multiorgano.

Per stabilire un modello preclinico per l'EHS, prendere un topo impiantato con un dispositivo di radiotelemetria che consente il monitoraggio continuo della temperatura corporea interna. Posiziona il mouse in una camera climatica artificiale dotata di una ruota a scorrimento forzato e di un dispositivo di monitoraggio della temperatura.

Impostare la temperatura sui livelli ambiente per acclimatare il mouse alla camera. Una volta che il mouse è stabile, registra il suo peso corporeo. Quindi, impostare la temperatura e l'umidità della camera sui livelli target. Contemporaneamente, circondare la camera con una tenda oscurante per ridurre il disturbo della luce.

Una volta che la camera ha raggiunto le condizioni target, apri rapidamente lo sportello della camera e posiziona il mouse sulla rotella a scorrimento forzato. Inizia a muovere la ruota e aumenta gradualmente la velocità. La temperatura corporea del topo aumenta a causa dello sforzo. Dopo che il mouse ha raggiunto la sua temperatura interna massima, mantenere costante la velocità della rotellina.

Guarda il mouse alla ricerca di segni di esaurimento per fermare la ruota. Successivamente, rimuovere il topo dalla camera climatica artificiale e pesarlo. Sposta il topo nella sua gabbia di casa e lascia che l'animale si riprenda a temperatura ambiente.

La notte prima del protocollo per il colpo di calore da sforzo, posizionare il topo nella camera ambientale a temperatura ambiente per acclimatarsi alla camera. Utilizzare il sistema di acquisizione dati per raccogliere la temperatura interna continua o Tc, calcolata in media su intervalli di 30 secondi durante la notte. La mattina del protocollo per il colpo di calore da sforzo, assicurarsi che il topo sia pari o inferiore al normale intervallo di temperatura diurna compreso tra 36 e 37,5 gradi Celsius prima di aumentare la temperatura della camera per assicurarsi che il topo non abbia la febbre o abbia subito uno stress eccessivo durante questo periodo.

Una volta che il topo è stabile e si trova entro un intervallo di normale temperatura interna a riposo, rimuovere il cibo e l'acqua e pesare l'animale. Chiudere lo sportello della camera e aumentare la temperatura della camera fino a un obiettivo di 37,5 gradi Celsius e dal 40% al 50% di umidità relativa o la temperatura e l'umidità ambientali desiderate. Verificare la temperatura e l'umidità della camera con un monitor di temperatura e umidità calibrato.

Circonda la camera con una tenda oscurante per ridurre al minimo la luce e i disturbi durante il protocollo. Monitora continuamente il mouse durante il protocollo tramite telecamere remote illuminate a infrarossi. Focalizzare la seconda telecamera sul monitor di temperatura e umidità posizionato vicino alla ruota di corsa. Apportare modifiche al controller per il setpoint della camera climatica per garantire letture accurate della temperatura vicino all'animale.

Una volta che la camera ha raggiunto la temperatura target misurata dalla seconda telecamera sul monitor della temperatura, aprire rapidamente lo sportello della camera e posizionare il mouse nella rotella a scorrimento forzato. Avviare il protocollo del volante a corsa forzata a una velocità di 2,5 metri al minuto e aumentare la velocità di 0,3 metri al minuto ogni 10 minuti fino a quando il mouse non raggiunge una temperatura interna di 41 gradi Celsius.

Una volta raggiunta la temperatura interna, lasciare che la velocità rimanga costante fino a quando non si verifica una limitazione dei sintomi caratterizzata da un'apparente perdita di coscienza, una caduta all'indietro o uno svenimento e l'incapacità di continuare a correre o di aggrapparsi alla ruota. Confermare il punto temporale in cui il mouse ha tre rotazioni all'indietro sulla rotellina senza segni di risposta fisica. In alternativa, identificare un endpoint umano seguendo le regole IACUC locali per determinare quando interrompere il protocollo. Questo endpoint è leggermente al di sopra della limitazione dei sintomi in quasi tutti i topi.

Per eseguire il protocollo di raffreddamento rapido, arrestare la rotellina una volta che il mouse raggiunge la limitazione dei sintomi e rimuovere immediatamente il mouse dalla rotellina a corsa forzata. Pesa il topo e rimettilo nella sua gabbia domestica per riprenderlo a temperatura ambiente. Durante questo periodo, lasciare aperto lo sportello della camera e riportare il setpoint dell'incubatrice a temperatura ambiente per consentire alla camera di raffreddarsi rapidamente, il che si traduce in una sopravvivenza a lungo termine superiore al 99%.