Name: Een preklinisch model van inspanningswarmteslag bij muizen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-07-01T14:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 22 s
Description: Leer een preklinisch model van inspanningswarmteslag bij muizen dat menselijke pathofysiologie nabootst. Deze methode onderzoekt koelingsnelheid, comorbiditeiten en langetermijneffecten voor therapeutische studies.

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

Dit werk werd gefinancierd door het Ministerie van Defensie W81XWH-15-2-0038 (TLC) en BA180078 (TLC) en de BK en Betty Stevens Endowment (TLC). JMA werd ondersteund door financiële hulp van het Koninkrijk Saoedi-Arabië. Michelle King was bij de Universiteit van Florida op het moment dat deze studie werd uitgevoerd. Ze is momenteel in dienst van het Gatorade Sports Science Institute, een divisie van PepsiCo R&D.

Alle procedures zijn beoordeeld en goedgekeurd door de University of Florida IACUC. C57BL /6J mannelijke of vrouwelijke muizen, ~ 4 maanden oud, met een gewicht binnen een bereik van respectievelijk 27-34 g en 20-25 g, worden gebruikt voor het onderzoek.
1. Chirurgische implantatie van het telemetrische temperatuurbewakingssysteem
<ol><li>Laat de dieren bij aankomst van de verkoper minstens 1 week voorafgaand aan de operatie in het vivarium rusten om de stress van het transport te minimaliseren.</li>
	<li>Groep huisvest de muizen (maximaal 5 per kooi volgens de lokale IACUC-richtlijnen) tot de dag van de operatie voor temperatuur telemetrische apparaatimplantatie. Huisvest ze in standaard 7,25" (B) x 11,75" (L) x 5" (H) kooien met maïskolf beddengoed. Houd de lichtcyclus op een lichtcyclus van 12 x 12 (aan: 07.00 uur; uit: 19.00 uur). Houd de temperatuur van de behuizing op 20-22 °C en de relatieve vochtigheid (RV) op 30% -60%. Zorg voor het standaard chow-dieet en water ad libitum tot het EHS-protocol. OPMERKING: De reden voor individuele huisvesting is om frequente vechtblessures bij mannelijke C57bl / 6J-muizen te voorkomen en om voldoende gelegenheid te bieden voor spontane wielloop voor elke muis.</li>
	<li>Voor het plaatsen van de telemetrie-apparaten, verdoving de muis met isofluraan (4%, 0,4-0,6 L/min O2-stroom) in een inductiekamer. Plaats de muis vervolgens onder continue anesthesie via een neuskegel (1,5%, 0,6 l/min).</li>
	<li>Gebruik oogglijmiddel, zoals een dierenartszalf, om de ogen van het dier te beschermen tegen schade of letsel tijdens de operatie.</li>
	<li>Om de operatieplaats voor te bereiden, scheert u de onderbuik met een tondeuse voor kleine dieren of gebruikt u een in de handel verkrijgbare haarverwijderaar. Dien gedurende deze tijd de eerste dosis subcutane buprenorfine (0,1 mg/kg) toe.</li>
	<li>Schrob het gebied met drie wasbeurten van povidon-jodium (of vergelijkbare kiemdodende scrub) gevolgd door 70% isopropylalcoholspoeling (of steriele zoutoplossing, afhankelijk van de lokale veterinaire vereisten). Breng vervolgens de muis over naar het operatiegebied.</li>
	<li>Gebruik een zelfklevend gordijn om de operatieplaats op de muis te isoleren. Maak met behulp van steriele instrumenten en aseptische techniek een incisie van ~ 1 cm op de middellijn langs de linea alba, ongeveer 0,5 cm van de ribbenrand. Scheid vervolgens de huid van de spierlaag en maak een iets kleinere incisie op de linea alba, voorzichtig om de darmen of inwendige organen niet te beschadigen.</li>
	<li>Zodra de spierlaag open is, plaatst u de steriele telemeter (miniatuur herbruikbaar batterijvrij radiotelemetrie-apparaat; 16,5 x 6,5 mm) in de intraperitoneale holte voor de caudale slagaders en aderen en dorsaal naar de spijsverteringsorganen om deze vrij te laten zweven. OPMERKING: Alle telemeters worden gereinigd met water en zeep, grondig gespoeld en gas gesteriliseerd met ethyleenoxide tussen gebruik. Als gassterilisatie niet beschikbaar is, wordt onderdompeling in sterilisatieoplossingen (volgens de aanbeveling van de fabrikant voor verdunning en onderdompelingstijd) geaccepteerd om de telemeters te desinfecteren en te steriliseren.</li>
	<li>Sluit de buikopening met een steriele 5-0 absorbeerbare hechting en sluit de huid met een eenvoudige onderbroken steek met 5-0 proline hechtdraad. OPMERKING: Het toestaan van de telemeter om in het buikcompartiment te zweven zonder deze aan de buikwand te binden (een methode aanbevolen door de fabrikant) is succesvol gebleken en heeft de voorkeur van de auteurs om overmatige spanning in de buikwand tijdens de genezing te elimineren. Verder heeft dit geen invloed op het vermogen van de ontvanger om het signaal van de zender te verkrijgen.</li>
	<li>Plaats de muis in zijn schone kooi met een draagbaar verwarmingskussen onder de kooi. Controleer de muis elke 15 minuten tijdens het eerste uur van herstel van anesthesie en keer dan terug naar de dierenverblijvende faciliteit.</li>
	<li>Geef muizen tijdens het herstel elke 12 uur subcutane buprenorfine-injecties gedurende 48 uur en blijf controleren op tekenen van nood. Geef buprenorfine, indien beschikbaar, subcutaan elke 24 uur (1 mg/kg) gedurende 48 uur subcutaan met langzame afgifte. Laat de muizen gedurende ~ 2 weken na de operatie herstellen voordat u een vrijwillige wielloop introduceert.</li>
</ol>2. Vertrouwdheid: Vrijwillig en geforceerd wiellopen
<ol><li>Plaats na herstel van de operatie de vrijwillige loopwielen in de kooi voor vrije toegang tot het wiel. Andere loopwielselecties kunnen even effectief zijn, maar zorg ervoor dat het past binnen de beperkte kooimaten die beschikbaar zijn. OPMERKING: De loopwielen moesten iets kleiner in dimensie worden gebracht om in een standaardkooi te passen.</li>
	<li>Acclimatiseer de muis aan het vrijwillige wiel in de kooi gedurende 2 weken. Eenmaal geacclimatiseerd, is de muis klaar voor training met vertrouwdheidsprocedures voor de geforceerde loopwielen.</li>
	<li>Voer de vier trainingssessies (één/dag) uit in de omgevingskamer bij kamertemperatuur (~25 °C, 30% relatieve vochtigheid). OPMERKING: Hoewel dit ideaal is, werden muizen ook met succes getraind in identieke geforceerde loopwielen buiten de kamer. Meerdere muizen kunnen dan tegelijkertijd worden getraind zonder het gebruik van de kamer te verstoren.</li>
	<li>Om de eerste trainingssessie te beginnen, laat u de muis gedurende 15 minuten het wiel vrijmaken in het aangepaste loopwiel door de aandrijfriem van de motor te verwijderen of los te maken, zodat de muis de snelheid van het wiel kan bepalen en eraan kan acclimatiseren op een niet-stressvolle manier. OPMERKING: Protocollen kunnen worden uitgevoerd met software en hardware die door de fabrikant van het loopwiel worden geleverd of kunnen worden vervangen door een externe programmeerbare voeding die rechtstreeks op de wielmotor is aangesloten, waardoor het incrementele oefenprotocol kan worden geautomatiseerd.</li>
	<li>Kalibreer het systeem voor elk loopwiel om de relatie tussen de voedingsspanning en de meters/minuut (m/min) van elk wiel te bepalen. OPMERKING: De geforceerde loopwielen werden ook aangepast om de motor 15 cm te verhogen, om te keren en de katrol die het wiel aandrijft naar 5 cm boven het telemetrie-ontvangerplatform te verplaatsen. Dit zorgde ervoor dat het ontvangerplatform nauwkeurige telemetriegegevens verkreeg tijdens het lopende protocol zonder interferentie van de motor.</li>
	<li>Start na een korte rustperiode (<5 min) het geforceerde loopwielprotocol. Start het wiel op 2,5 m/min en verhoog elke 10 min 0,3 m/min gedurende een totaal van 1 uur om het eerste uur van de eigenlijke EHS-proef na te bootsen, maar bij kamertemperatuur. Breng de muis terug naar zijn thuiskooi en zorg voor 24 uur herstel. Voer de volgende drie gedwongen hardloopsessies op opeenvolgende dagen op dezelfde manier uit. Na dag 1 is het freewheelende acclimatisatiegedeelte overbodig.</li>
	<li>Geef de muis 2-3 dagen uitwassen of herstellen van de stress van het geforceerde loopwiel oefenen, maar geef de muis vrije toegang tot het vrijwillige wiel van de thuiskooi. De muis is nu voorbereid om het EHS-protocol te ondergaan.</li>
</ol>3. EHS-protocol
<ol><li>Plaats de muis de avond voor het EHS-protocol in de omgevingskamer bij kamertemperatuur (~ 25 °C, ≈30% relatieve vochtigheid) om aan de kamer te acclimatiseren.</li>
	<li>Gebruik een data-acquisitiesysteem om continue Tc te verzamelen, gemiddeld meer dan 30-s intervallen 's nachts.</li>
	<li>Zorg er op de ochtend van het EHS-protocol voor dat de muis zich op of onder een normaal bereik van de dagelijkse temperatuur bevindt voordat u de kamertemperatuur verhoogt (d.w.z. 36-37,5 °C). Dit zorgt ervoor dat de muis geen koorts heeft en in deze periode geen onnodige stress heeft ervaren.</li>
	<li>Zodra de muis stabiel is en binnen een bereik van de normale rustkerntemperatuur, verwijdert u het voedsel en water en weegt u het dier. Sluit de kamerdeur en verhoog de kamertemperatuur tot een doel van 37,5 °C en 40% -50% relatieve vochtigheid, of de gewenste omgevingstemperatuur en vochtigheid19. Controleer de kamertemperatuur en luchtvochtigheid met een gekalibreerde temperatuur- en vochtigheidsmonitor.</li>
	<li>Omring de kamer met een verduisteringsgordijn om licht en verstoringen tijdens het protocol minimaal te houden. Bewaak de muis continu tijdens het protocol via externe IR-verlichte camera's. Richt een tweede camera op de temperatuur- en vochtigheidsmonitor, die dicht bij het loopwiel is geplaatst. Breng eventuele aanpassingen aan de controller voor het instelpunt van de omgevingskamer om nauwkeurige temperatuurmetingen in de buurt van het dier te garanderen.</li>
	<li>Zodra de kamer zijn doeltemperatuur heeft bereikt, zoals gemeten door de tweede camera op de temperatuurmonitor (dit kan ~ 30 minuten duren), opent u snel de kamerdeur en plaatst u de muis in het geforceerde loopwiel.</li>
	<li>Start het geforceerde loopwielprotocol met een snelheid van 2,5 m/min en verhoog de snelheid elke 10 min met 0,3 m/min totdat de muis een Tc van 41 °C bereikt. Zodra de muis deze kerntemperatuur heeft bereikt, laat de snelheid constant blijven tot symptoombeperking, gekenmerkt door een schijnbaar bewustzijnsverlies, een achterwaartse val of flauwvallen en het onvermogen om te blijven rennen of het wiel vast te houden. Bevestig dit tijdstip wanneer de muis drie achterwaartse rotaties op het wiel heeft zonder tekenen van een fysieke reactie. U kunt ook een humaan eindpunt identificeren volgens de lokale IACUC-regels om te bepalen wanneer het protocol moet worden gestopt (bijvoorbeeld wanneer Tc ~ 43 °C). Dit eindpunt ligt iets boven symptoombeperking bij vrijwel alle muizen.</li>
	<li>Om het Rapid Cooling-protocol (R) uit te voeren, stopt u het wiel zodra de muis symptoombeperking bereikt en verwijdert u het onmiddellijk uit het geforceerde loopwiel. Weeg de muis en plaats hem terug in zijn thuiskooi om bij kamertemperatuur te herstellen. Laat gedurende deze tijd de kamerdeur open en breng het ingestelde punt van de incubator terug naar kamertemperatuur om de kamer snel te laten afkoelen. Deze procedure resulteert in >99% overleving op lange termijn.</li>
	<li>Om een ernstiger (S) EHS-blootstelling uit te voeren, houdt u de thuiskooi van het dier binnen de kamer van 37,5 °C tijdens het EHS-protocol. Wanneer het dier symptoombeperking bereikt, laat ze dan in het loopwiel blijven totdat ze terugkeren naar het bewustzijn zoals waargenomen door de externe camera (~ 5-9 min).</li>
	<li>Verwijder vervolgens snel de muis van het loopwiel en breng hem direct terug naar zijn voorverwarmde kooi om te resulteren in een veel langzamer koelprofiel(figuur 1A,rode stippellijn), waardoor in wezen de EHS-onderkoelde fase wordt geëlimineerd. Verwijder het filterblad gedurende deze tijd uit de kooi om de evenwichtsbalans met de kamer te verbeteren.</li>
	<li>Gebruik een herstelkooi voorgekoeld tot kamertemperatuur om een minder ernstige alternatieve procedure uit te voeren om te resulteren in een onderdrukte onderkoelde fase, maar met een overlevingskans van 100%20.</li>
	<li>Controleer voor het S-protocol de muis zorgvuldig tijdens het herstel en controleer continu op humane eindpunten. Hoewel het moeilijk is om op afstand te testen op veelgebruikte humane eindpunten (bijv. Rechtreflex), observeer de muizen op afstand voor normale bewegingen tijdens het herstel, zoals verzorging, normale ademhaling, likken, enz. Houd de Tc gedurende deze tijd in de gaten.</li>
	<li>Het is onwaarschijnlijk dat muizen herstellen als hun kerntemperatuur tijdens de herstelfase van richting verandert en uiteindelijk de 40 °C overschrijdt; beëindig op dit moment het experiment en evalueer de muis op standaard humane eindpunten.</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>

De auteurs hebben geen belangenconflicten te onthullen. Al het uitgevoerde werk en alle steun voor dit project werden gegenereerd aan de Universiteit van Florida.

Deze technische review heeft tot doel richtlijnen te geven voor de prestaties van een preklinisch model van EHS bij muizen. Gedetailleerde stappen en materialen die nodig zijn voor de uitvoering van een reproduceerbare EHS-episode van variabele ernst worden verstrekt. Belangrijk is dat het model grotendeels de tekenen, symptomen en multi-orgaandisfunctie nabootst die worden waargenomen bij menselijke EHS-slachtoffers11,19. Bovendien maakt dit model het mogelijk o...

Hitteberoerte wordt gekenmerkt door disfunctie van het centrale zenuwstelsel en daaropvolgende orgaanschade bij hypertherme proefpersonen1. Er zijn twee manifestaties van een zonnesteek. Klassieke hitteberoerte (CHS) treft vooral oudere bevolkingsgroepen tijdens hittegolven of kinderen die tijdens warme zomerdagen in aan de zon blootgestelde voertuigen worden achtergelaten1. Exertional heat stroke (EHS) treedt op wanneer er een onvermogen is om adequaat te thermoreguleren tijdens fysieke inspanning, meestal, maar niet altijd, onder hoge omgevingstemperaturen die resulteren in neurologische symptomen, hyperthermie en daaropvolgende multi-orgaandisfunctie en schade2. EHS komt voor bij recreatieve en topsporters, maar ook bij militairen en bij arbeiders met en zonder gelijktijdige uitdroging3,4. EHS is inderdaad de derde belangrijkste doodsoorzaak bij atleten tijdens fysieke activiteit5. Het is uiterst uitdagend om EHS bij mensen te bestuderen, omdat de episode dodelijk kan zijn of kan leiden tot negatieve gezondheidsresultaten op lange termijn6,7. Daarom zou een betrouwbaar preklinisch model van EHS kunnen dienen als een waardevol hulpmiddel om de beperkingen van retrospectieve en associatieve klinische observaties bij menselijke EHS-slachtoffers te overwinnen. Preklinische modellen van CHS bij knaagdieren en varkens zijn goed gekarakteriseerd8,9,10. Preklinische modellen van CHS vertalen zich echter niet direct in EHS-pathofysiologie vanwege de unieke effecten van lichaamsbeweging op het thermoregulatorische profiel en de aangeboren immuunrespons11. Bovendien stelden eerdere pogingen om preklinische EHS-modellen bij knaagdieren te ontwikkelen aanzienlijke beperkingen, waaronder gesuperponeerde stressstimuli veroorzaakt door elektrische schokken, het inbrengen van een rectale sonde en vooraf gedefinieerde maximale kernlichaamstemperaturen met hogesterftecijfers 12,13,14,15,16 die niet overeenkomen met de huidige epidemiologische gegevens. Deze vertegenwoordigen aanzienlijke beperkingen die de interpretatie van gegevens kunnen verstoren en onbetrouwbare biomarkerindexen kunnen opleveren. Daarom is het protocol gericht op het karakteriseren en beschrijven van de stappen van een gestandaardiseerd, zeer herhaalbaar en vertaalbaar preklinisch model van EHS bij muizen dat grotendeels vrij is van de hierboven genoemde beperkingen. Aanpassingen aan het model die kunnen resulteren in graduele fysiologische uitkomsten van matige tot fatale hitteberoerte worden beschreven. Voor zover de auteurs weten, is dit het enige preklinische model van EHS met dergelijke kenmerken, waardoor het mogelijk is om relevant EHS-onderzoek op een hypothesegestuurde manier voort te zetten11,17,18.

<table><tbody><tr><td>&nbsp;1080P HD 4 Security Cameras 4CH Home Video Security Camera System w/ 1TB HDD 2MP Night View Cameras CCTV Surveillance Kit</td><td>LaView</td><td></td><td></td></tr><tr><td>5-0 Coated Vicryl Violet Braided</td><td>Ethicon</td><td></td><td></td></tr><tr><td>5-0 Ethilon Nylon suture Black Monofilament</td><td>Ethicon</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Adhesive Surgical Drape with Povidone 12x18</td><td>Jorgensen Labset al.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>BK Precision Multi-Range Programmable DC Power Supplies Model 9201</td><td>BK Precision</td><td></td><td></td></tr><tr><td>DR Instruments&nbsp;Medical Student Comprehensive Anatomy Dissection Kit</td><td>&nbsp;DR Instruments</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Energizer Power Supply</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 Motorized Wheel Model #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><td>Starr Life Sciences</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Scientific Environmental Chamber Model 3911</td><td>ThermoForma</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Training Wheels</td><td>&nbsp;Columbus Inst.</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

een preklinisch model van inspanningswarmteslag bij muizen

A Preclinical Model of Exertional Heat Stroke in Mice

Hitteberoerte is de meest ernstige manifestatie van hittegerelateerde ziekten. Klassieke hitteberoerte (CHS), ook bekend als passieve hitteberoerte, treedt op in rust, terwijl inspanningswarmteberoerte (EHS) optreedt tijdens fysieke activiteit. EHS verschilt van CHS in etiologie, klinische presentatie en gevolgen van multi-orgaandisfunctie. Tot voor kort waren alleen modellen van CHS goed ingeburgerd. Dit protocol is bedoeld om richtlijnen te bieden voor een verfijnd preklinisch muismodel van EHS dat vrij is van belangrijke beperkende factoren zoals het gebruik van anesthesie, terughoudendheid, rectale sondes of elektrische schokken. Mannelijke en vrouwelijke C57Bl/6-muizen, geïnstrumenteerd met kerntemperatuur (Tc) telemetrische sondes werden gebruikt in dit model. Om vertrouwd te raken met de loopmodus ondergaan muizen 3 weken training met zowel vrijwillige als geforceerde loopwielen. Daarna lopen muizen op een geforceerd wiel in een klimaatkamer die is ingesteld op 37,5 °C en 40%-50% relatieve vochtigheid (RV) totdat ze symptoombeperking vertonen (bijv. Bewustzijnsverlies) bij Tc van 42,1-42,5 °C, hoewel geschikte resultaten kunnen worden verkregen bij kamertemperaturen tussen 34,5-39,5 °C en vochtigheid tussen 30% -90%. Afhankelijk van de gewenste ernst worden muizen onmiddellijk uit de kamer verwijderd voor herstel bij omgevingstemperatuur of blijven ze langer in de verwarmde kamer, wat een ernstiger blootstelling en een hogere incidentie van mortaliteit veroorzaakt. De resultaten worden vergeleken met sham-matched exercise controls (EXC) en/of naïeve controls (NC). Het model weerspiegelt veel van de pathofysiologische uitkomsten die worden waargenomen bij menselijke EHS, waaronder bewustzijnsverlies, ernstige hyperthermie, schade aan meerdere organen en inflammatoire cytokine-afgifte en acute faseresponsen van het immuunsysteem. Dit model is ideaal voor hypothesegedreven onderzoek om preventieve en therapeutische strategieën te testen die het begin van EHS kunnen vertragen of de multi-orgaanschade die deze manifestatie kenmerkt, kunnen verminderen.

De typische thermoregulerende profielen gedurende het geheel van het EHS-protocol en het vroege herstel van een muis worden geïllustreerd in figuur 1A. Dit profiel bestaat uit vier verschillende fasen die kunnen worden gedefinieerd als de kamerverwarmingsfase, incrementele oefenfase, steady-state oefenfase en een herstelfase door een snelle afkoeling (R) of ernstige (S) methode17. De belangrijkste thermoregulerende resultaten omvatten maximale Tc bereikt (Tc, max) en ...

Het protocol beschrijft de ontwikkeling van een gestandaardiseerd, herhaalbaar, preklinisch model van inspanningswarmteberoerte (EHS) bij muizen die vrij zijn van ongunstige externe stimuli zoals elektrische schokken. Het model biedt een platform voor mechanistische, preventieve en therapeutische studies.

Een preklinisch model van inspanningswarmteslag bij muizen

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

Voorheen waren alleen passieve modellen van zonnesteek goed ingeburgerd. Dit model van inspanningswarmteberoerte is vrij van grote beperkingen en bootst de menselijke pathofysiologie beter na. Het is niet mogelijk om hitteberoerte bij mensen effectief te bestuderen omdat het een levensbedreigende aandoening is.Dit preklinische model behoudt de klinische kenmerken van een menselijke inspanningswarmteberoerte. Deze techniek helpt bij het testen van de effecten van de koelsnelheid op herstel van een hitteberoerte, comorbiditeiten van inname van geneesmiddelen, evenals langetermijngevolgen van blootstelling aan hitteberoerte. Jamal Alzahrani, een senior promovendus uit het laboratorium van Dr. Clanton, demonstreert de procedure.Gebruik na het verdoven van de muis oogglijmiddel zoals de Dierenartszalf om de ogen van het dier te beschermen tegen schade of letsel tijdens de operatie. Om de operatieplaats voor te bereiden, scheert u de onderbuik met een tondeuse voor kleine dieren of een in de handel verkrijgbare haarverwijderaar. Dien de eerste dosis subcutaan 0,1 milligram per kilogram buprenorfine toe.Schrob het gebied met drie wasbeurten van povidon-jodium of chloorhexidine, gevolgd do

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

Research

JoVE Journal

Medicine

Geneeskunde

Dit artikel beschrijft een protocol voor het hele lichaam hyperthermie bij muizen die koorts kunnen als voorwaarden te stimuleren tot 12 tot 24 uur.

Protocol voor Long Duration Whole Body Hyperthermie in Muizen

In this video, we describe a surgical procedure to implant a temperature telemetric device  in a mouse model to continuously measure its core body temperature.

Surgical Implantation of Temperature Telemetric Monitoring System in Mouse Model: A Surgical Procedure to Implant Temperature Telemetric Device to Measure Mouse Core Body Temperature

In this video we describe a step-by-step protocol to study exertional heat stroke (EHS) in a mouse model.

Exertional Heat Stroke Mouse Model: A Protocol to Study Mechanisms Underlying Exertional Heat Stroke

This video demonstrates the procedure to induce heat-induced seizures in a transgenic mouse with epilepsy-related gene mutations by gradually increasing body temperature in a controlled chamber. This protocol is used to study seizure mechanisms and potential therapies for epilepsy.

Triggering and Monitoring Heat-Induced Seizures in a Transgenic Mouse Model

Een methode om de inspanningsduur bij laboratoriummuizen te beoordelen zonder gebruik van een schokgrill wordt gedemonstreerd. Deze methode is een humane verbetering die de verstorende effecten van stress op experimentele parameters kan verminderen.

Beoordeling van Muriene Oefening Endurance zonder het gebruik van een Shock Grid: Een alternatief voor Forced Exercise

Hoge intensiteit opleiding in hypoxie is een protocol dat voor het opwekken van vasculaire aanpassingen mogelijk gunstig is bij sommige patiënten en ter verbetering van de atleten herhaald sprint vermogen heeft bewezen. Hier, testen wij de haalbaarheid van opleiding muizen met behulp van dat protocol en identificeren die vasculaire aanpassingen met ex vivo vasculaire functie beoordeling.

Supramaximal hypoxische intensiteitsoefening en vasculaire functie beoordeling in muizen

Het doel van de methode is om te screenen op hyperthermie of door hitte geïnduceerde aanvallen in muismodellen. Het protocol beschrijft het gebruik van een op maat gemaakte kamer met continue monitoring van de lichaamstemperatuur om te bepalen of verhoogde lichaamstemperatuur leidt tot epileptische aanvallen.

Een gedragsscherm voor door hitte geïnduceerde aanvallen in muismodellen van epilepsie

Muizen en ratten worden chirurgisch geïmplanteerd met externe temperatuurtransponders en vervolgens gewend aan de testomgeving en procedure. Veranderingen in spiertemperatuur worden gemeten als reactie op farmacologische of contextuele stimuli in de thuiskooi of tijdens voorgeschreven fysieke activiteit (d.w.z. loopband lopen met een constante snelheid).

Het meten van de thermogenese van de skeletspieren bij muizen en ratten

Dit muizenmodel combineert een septische belediging met onbruik van de achterpootspieren om het bedlegerige kenmerk van de typische septische patiënt samen te vatten. Het model vertegenwoordigt een significante afwijking van eerdere modellen om spierdisfunctie bij sepsis te bestuderen en is een reproduceerbare benadering voor het aanpakken van therapeutische strategieën om deze aandoening te behandelen.

Een preklinisch model van door sepsis geïnduceerde myopathie met onbruik bij muizen

Filamenteuze occlusie van het Midden-cerebrale slagader is een gemeenschappelijk model voor het bestuderen van ischemische beroerte in muizen.

Modellering Stroke in Muizen - midden cerebrale slagader occlusie met de gloeidraad Model

Leer een preklinisch model van inspanningswarmteslag bij muizen dat menselijke pathofysiologie nabootst. Deze methode onderzoekt koelingsnelheid, comorbiditeiten en langetermijneffecten voor therapeutische studies.

Een preklinisch model van inspanningswarmteslag bij muizen

Meer video's verkennen