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Artigo de método

Ratos treinamento para Voluntariamente Dive Underwater: Investigações da Resposta Mergulho dos Mamíferos

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DOI:

10.3791/52093

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12 de novembro de 2014

1Department of Physiology, Midwestern University

Neste artigo

Resumo

Instruções detalhadas são fornecidas sobre como treinar ratos para mergulhar voluntariamente debaixo d'água através de um labirinto de acrílico de 5 m de comprimento. Como os cérebros dos ratos foram muito bem caracterizados, os ratos que mergulham voluntariamente podem ajudar a elucidar as vias centrais da resposta ao mergulho dos mamíferos.

Resumo

A submersão subaquática produz mudanças autonômicas que são observadas em praticamente todos os animais mergulhadores. Essa resposta induzida por reflexo consiste em apneia, uma bradicardia induzida parassimpática e uma alteração da resistência vascular induzida por simpatia que mantém o fluxo sanguíneo para o coração, cérebro e músculos em exercício. Embora muitos dos aspectos metabólicos e cardiorrespiratórios da resposta ao mergulho tenham sido estudados em animais marinhos, as investigações dos aspectos integrativos centrais desse reflexo do tronco cerebral têm sido relativamente deficientes. Como a fisiologia e a neuroanatomia do rato estão bem caracterizadas, o rato pode ser usado para ajudar a determinar as vias centrais da resposta ao mergulho dos mamíferos. Instruções detalhadas são fornecidas sobre como treinar ratos para nadar e mergulhar voluntariamente debaixo d'água através de um labirinto de acrílico de 5 m de comprimento. Considerações sobre o projeto do tanque e os requisitos da sala de procedimentos também são fornecidas. O treinamento comportamental é conduzido de forma a reduzir o estresse que poderia estar associado à submersão subaquática forçada, minimizando assim a ativação das vias centrais de estresse. Os procedimentos de treinamento não são tecnicamente difíceis, mas podem ser demorados. Uma vez que o treinamento comportamental de animais só pode fornecer um modelo a ser usado com outras técnicas experimentais, exemplos de como ratos mergulhadores voluntários foram usados em conjunto com outras técnicas de pesquisa fisiológica e neuroanatômica, e como os procedimentos básicos de treinamento podem precisar ser modificados para acomodar essas técnicas, também são fornecidos. Esses experimentos mostram que ratos que mergulham voluntariamente exibem as mesmas alterações cardiorrespiratórias normalmente vistas em outros animais mergulhadores. A facilidade com que os ratos podem ser treinados para mergulhar voluntariamente debaixo d'água e os dados já disponíveis de ratos coletados em outros estudos neurofisiológicos tornam os ratos mergulhadores voluntários um bom modelo comportamental a ser usado em estudos que investigam os aspectos centrais da resposta ao mergulho dos mamíferos.

Introdução

A resposta de mergulho consiste em um conjunto de reflexos autonômicos vistos em animais de todas as classes de vertebrados 1. Em resposta à submersão na água, essa resposta induzida por reflexo consiste em apneia, bradicardia e uma alteração do fluxo sanguíneo que mantém o fluxo para o coração, cérebro e músculos em exercício, limitando o fluxo para vísceras e músculos que não se exercitam 2. Muitos dos aspectos metabólicos e cardiorrespiratórios da resposta ao mergulho em mamíferos foram bem investigados 2,3, incluindo aqueles em humanos 4,5. No entanto, o que tem faltado relativamente, até recentemente, é a investigação dos aspectos integrativos centrais da resposta ao mergulho. O que acontece dentro do tronco cerebral e qual é a via neuronal passo a passo, que conecta entradas aferentes a saídas eferentes durante esse reflexo autonômico? Responder a essas perguntas exigirá um modelo animal apropriado 6. Um adágio em fisiologia comparada, o princípio de Krogh 7, é que para cada questão de pesquisa há algum animal de escolha no qual o problema pode ser mais convenientemente estudado. Um animal mais apropriado para estudar os aspectos centrais da resposta ao mergulho é o rato 6,8. Em grande parte, isso se deve ao fato de que os cérebros de ratos foram muito bem caracterizados, tanto anatômica quanto funcionalmente, e muitos atlas cerebrais de ratos estão disponíveis 6. Além disso, o rato é particularmente útil na pesquisa cardiorrespiratória, porque a fisiologia do rato é bem conhecida em todos os principais sistemas de órgãos, e o rato é bem considerado um modelo animal em biologia de sistemas 6. Finalmente, o rato de laboratório é a versão domesticada do selvagem Rattus norvegicus, um animal que rotineiramente nada e mergulha debaixo d'água 6. Com base nessas considerações, o rato é uma boa escolha para estudos que investigam os aspectos centrais da resposta ao mergulho dos mamíferos. Em comparação, usar animais marinhos para investigar os aspectos centrais da resposta de mergulho dos mamíferos seria muito mais difícil. Isso se deve em grande parte aos animais marinhos terem cérebros comparativamente grandes e de tamanho não uniforme, e à relativa dificuldade e alto custo de abrigar esses animais.

Os ratos já foram usados para investigar muitos aspectos da resposta de mergulho dos mamíferos, principalmente em situações envolvendo submersão subaquática forçada 9-12. No entanto, muitos estudos em animais marinhos e aquáticos mostraram que pode haver uma resposta diferencial ao mergulho com base no fato de a submersão ter sido forçada ou voluntária 2,13. Animais mergulhadores podem apresentar uma bradicardia extremamente intensa durante o mergulho forçado, mas uma bradicardia muito menos intensa durante o mergulho voluntário. O "estresse" da submersão forçada pode alterar significativamente as respostas cardiovasculares do mergulho em muitos animais 14. Pequenos roedores, como os ratos almiscarados, também mostram uma resposta de mergulho mais intensa durante a submersão forçada do que durante o mergulho voluntário 15,16. Assim, se os ratos forem usados para investigar os aspectos centrais da resposta de mergulho dos mamíferos, os investigadores devem estar cientes de que um rato submerso à força debaixo d'água pode produzir uma resposta diferente da de um rato que mergulha voluntariamente.

O objetivo deste artigo é fornecer instruções detalhadas sobre como treinar ratos para mergulhar voluntariamente debaixo d'água. Esses procedimentos não são tecnicamente difíceis, mas podem ser demorados. O treinamento é conduzido de forma a reduzir o estresse que poderia estar associado à submersão subaquática forçada. Esta técnica de mergulho voluntário deve minimizar a ativação das vias centrais de estresse e, assim, permitir uma melhor investigação dos aspectos centrais da resposta ao mergulho. Por si só, treinar ratos para mergulhar voluntariamente debaixo d'água não gera dados que possam ser usados para investigar os aspectos centrais da resposta de mergulho dos mamíferos. Portanto, exemplos de como ratos de mergulho voluntário foram usados em conjunto com outras técnicas de pesquisa fisiológica e neuroanatômica, e como o treinamento básico de mergulho pode precisar ser modificado para acomodar essas outras técnicas, também são fornecidos.

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Protocolo

NOTA: Os protocolos experimentais aqui descritos realizado na Universidade Midwestern foram aprovados pela Midwestern University IACUC.

1. Requisitos do quarto

  1. Garantir um quarto procedimento que tem água corrente quente e fria, e uma maneira de remover a água do tanque, normalmente um dreno no chão.
  2. Use uma mesa de estudo em que para colocar o tanque de mergulho. Desde quartos com ralos são tipicamente contornada para a drenagem, reduzir rolhas de borracha e colocá-los sob as pernas de mesa para assegurar que o tampo da mesa, e, consequentemente, a superfície da água no tanque, está nivelada.

Tanque 2. Mergulho

  1. Mergulho Construção Tanque
    1. Construir um tanque rectangular (100 x 60 x 15 cm) usando 3/4 em Plexiglas grossas para a parte inferior e 1/2 em Plexiglas para as paredes laterais (Figura 1). Prende permanentemente as peças de acrílico fora do tanque em conjunto, utilizando cimento de cianoacrilato ou solvents, tais como tricloro-metano.
    2. Dividir o tanque em cada cinco canais de aproximadamente 100 cm de comprimento, usando removíveis Plexiglas 1/2 polegada de espessura cortada em 85 x 15 cm pedaços. Permanentemente colocar ranhuras no fundo e bordas do tanque em que estes divisores de canal podem ser encaixados em posição.
    3. Suspender peças horizontais de acrílico dos divisores de canais para criar um "teto" para um mergulho túnel subaquático ".
    4. Em um canto do lugar tanque de uma plataforma removível levantada, a "área de acabamento", para os ratos para transportar para fora da água e descansar entre testes de natação e mergulho. Os ratos geralmente limpar-se e retirar a água de sua pele enquanto na área de acabamento. Coloque os lados de altura em torno das bordas da área de acabamento para garantir os ratos permanecem na plataforma entre os ensaios de formação.
    5. No canto oposto do tanque da área de acabamento colocar uma câmara que só permite o acesso subaquático para o labirinto. Este removível "iniciar umrea "só é usado para ensaios de mergulho.
      NOTA: No início de um julgamento de mergulho um rato é rebaixada para a água enquanto está sentado em uma plataforma dentro da câmara de início; portanto, esta plataforma é chamada de "elevador".
      NOTA: Use um design modular, onde a área de início, a área de chegada, e todos os canais de divisórias são removíveis do tanque. Isto é feito por duas razões: 1) a fim de facilitar o enchimento e esvaziamento do tanque com água após a remoção de todos os divisores de canal, e 2) se um rato fica desorientado, especialmente quando debaixo de água, as peças podem ser rapidamente desmontadas para resgatar o rato a partir do água.
  2. Encher e esvaziar o tanque com água
    1. Encher o tanque com água
      1. No início de cada sessão de treino, encher o tanque com água fresca 32 ° C torneira a uma profundidade de cerca de 12 cm. Agita-se a água no tanque para minimizar bolsas de ar quente ou frio.
        NOTA: Normalmente, leva cerca de 2 horas para treinar 12 ratos. Durante este tempoa temperatura da água diminui em cerca de 4 ° C. No final da sessão de treino a água arrefece até cerca de 28 ° C. Desde 30 ° C a água é thermoneutral a ratos, utilizando esta água morna, em vez de água à temperatura ambiente, irá minimizar a perda de calor durante o treinamento repetitivo.
    2. Esvaziar o tanque com água
      1. No fim de cada sessão de treino, drenar a água a partir do tanque através de um grande mangueira, tal como um 4 m de comprimento pedaço de tubo de diâmetro interno de 1 polegada. Totalmente submergir o tubo no tanque, garantindo não são bolsas de ar na tubulação. Rapidamente coloque uma extremidade da tubulação para a drenagem chão. O efeito sifão resultante irá drenar a água do tanque.
      2. Embora mantendo o tanque final do tubo sob a superfície da água para manter o efeito de sifão, o tanque de ponta na extremidade para facilitar a drenagem da água completa.
        NOTA: Como alternativa, e ao invés de sifão, instalar uma torneira perto da base do tanque, e conecteuma mangueira do tanque de toque para o ralo.

3. Rat alérgeno Considerações

  1. Usar luvas descartáveis ​​ao manusear e treinar os ratos. As luvas vai limitar o contacto com a água no tanque, o que invariavelmente irá conter urina de rato.
    NOTA: Os ratos vão ficar molhado durante o treinamento, eo quarto será preenchido com um odor "wet-rato". Consequentemente, um regime profilático de anti-histamínicos podem impedir ou limitar os efeitos de alergias de ratos. Os instrutores também pode precisar usar máscaras contra poeira descartáveis, ou máscaras N95, se eles se tornam sensíveis aos alérgenos de rato.

4. Formação Swim

  1. Treinamento diário de natação
    NOTA: A experiência pessoal indica que os ratos mais jovens aprendem o labirinto melhor e mais rápido, e iniciando, assim, a formação com 35 g ratos recém-desmamados é preferível ao uso de ratos adultos.
    1. Encha o tanque com água. Veja 2.2.1.
    2. Acabamento Insertdivisores da área e do canal para criar cinco canais de natação.
    3. Durante a primeira sessão de treino delicadamente abaixar os ratos por mão na água cerca de 3-5 cm da área de acabamento.
      NOTA: Após a sua introdução para ratos d'água aparecerá instável à medida que primeiro encontrar a sensação de flutuar. Os ratos vão remar cerca de uma forma descoordenada ao tentar localizar uma maneira de sair da água, acabou atingindo a área de acabamento nas proximidades. Devido à sua capacidade inata para nadar, em ensaios subseqüentes, os ratos vão nadar de uma forma muito mais coordenada para a área de acabamento.
      Nota: O suporte dos ratos a partir de baixo para que seus pés estão nas mãos investigadores. Abaixe cuidadosamente os ratos na água, e deixá-los nadar para longe da mão, em vez de deixá-los cair na água.
    4. Entre ensaios, os ratos deixar permanecer na área de acabamento de pelo menos 1 min. Isto é para permitir que os ratos para preparar e explorar, de modo que eles consideram a área de acabamento como um local "seguro"para ir entre os ensaios. Isto está em contraste com a pegar um rato que acaba de completar um julgamento e de imediato posicionando-o de volta na água para iniciar o próximo julgamento.
      NOTA: Não use recompensa externa (ou seja, alimentos) durante a formação, de modo a evitar a ativação de circuitos de recompensa no cérebro.
    5. Após o período de espera área de chegada, segure suavemente os ratos para 1 min antes de iniciar o próximo julgamento. Seque suavemente os ratos com uma toalha durante esta espera pré-julgamento desde a entrada repetitiva dentro da água fará com que os ratos a ficar muito molhado, e secando-se evitar a hipotermia.
    6. Repita 4.1.3. através de 4.1.5. para completar 3-5 ensaios para cada rato para ser treinado durante uma sessão de treinamento de natação diária.
    7. Remova todos os divisores de canal e terminar área do tanque.
    8. Esvaziar a água do tanque. Veja 2.2.2.
  2. Programação de treinamento de natação Weekly
    1. Realizar sessões de treinamento por dia (ver 4.1.) 5 dias por semana, de preferência ao mesmo tempocada dia.
    2. Comece o primeiro ensaio da distância negociado com sucesso no dia anterior. Comece o segundo e terceiro ensaios de um aumento da distância.
    3. Com cada sessão de treino diária subsequente aumentar a distância entre o local onde os ratos são colocados em água e a área de acabamento. Para as primeiras sessões de treinamento aumentar esta distância de 5-10 cm. Após os ratos parecem mais confortáveis ​​com a natação, aumentar as distâncias de 30-50 cm.
    4. Use maiores aumentos nas distâncias de natação, enquanto os ratos estão aprendendo a nadar uma parte reta de um canal de mergulho. Em contraste, a aprender a nadar a curvas fechadas entre os canais pode demorar 2-3 sessões de treinamento.
      NOTA: Muitas vezes, enquanto espera na área de acabamento, os ratos vão voltar a entrar na água para nadar, e / ou submergir sua cabeça debaixo d'água enquanto ainda sentado na plataforma área de acabamento.
    5. Repita este protocolo de treinamento diariamente mais de 3 semanas para garantir a natação bem-sucedido de toda a 5 canais.Este protocolo de treinamento repetitivo garante a conclusão do labirinto, especialmente desde que o labirinto inclui alternando curvas fechadas esquerda e direita.

5. Formação Dive

NOTA: Depois que os ratos aprenderam a negociar a natação através do labirinto com sucesso que eles estão prontos para começar a treinar mergulho.

  1. Treinamento de mergulho inicial (primeiro dia)
    1. Insira câmara começo. Encha o tanque com água (ver 2.2.1.). Certifique-se o nível de água é de 1 cm abaixo da abertura para a área de início.
    2. Insira área de chegada e divisores de canais para criar cinco canais de natação.
    3. Durante a primeira sessão de mergulho treinar os ratos para ser reduzido no elevador para dentro da água no interior da câmara inicial. O acesso ao labirinto é a partir da parte inferior da câmara de início. Durante esta primeira sessão, o nível da água é baixo o suficiente para que o rato pode facilmente nadar da câmara de início para o labirinto. Permitir que o rato de continuar nadando através do labirinto deárea de chegada.
    4. Entre ensaios, os ratos deixar permanecer na área de acabamento de pelo menos 1 min.
      NOTA: Não use recompensa externa (ou seja, alimentos) durante a formação, de modo a evitar a ativação de circuitos de recompensa no cérebro.
    5. Após o período de espera área de chegada, segure suavemente os ratos para 1 min antes de iniciar o próximo julgamento. Seque suavemente os ratos com uma toalha durante esta espera de pré-julgamento.
    6. Repita 5.1.3. através de 5.1.5. para completar 3 ensaios para cada rato para ser treinado durante esta sessão de treinamento de mergulho inicial.
    7. Remova todos os divisores de canal, câmara de começar e terminar a área do tanque.
    8. Esvaziar a água do tanque. Veja 2.2.2.
  2. Treinamento de mergulho inicial (segundo dia)
    1. Insira câmara começo. Encha o tanque com água (ver 2.2.1.). Certifique-se o nível de água está ligeiramente acima da abertura para a área de início.
    2. Insira área de chegada e divisores de canais para criar cinco canais de natação.
    3. Durante o segundo mergulhosessão de o nível da água de formação foi levantada de modo que a sair da câmara de início o rato tem que mergulhar a cabeça debaixo da extremidade da câmara de início para entrar no labirinto. Considere isso como primeiro mergulho do rato. Permitir que o rato para, em seguida, continuar nadando através do labirinto para a área de acabamento.
    4. Deixe os ratos permanecem na área de acabamento, pelo menos, 1 min entre os testes.
      NOTA: Não use recompensa externa (ou seja, alimentos) durante a formação, de modo a evitar a ativação de circuitos de recompensa no cérebro.
    5. Após o período de espera área de chegada, segure suavemente os ratos para 1 min antes de iniciar o próximo julgamento. Seque suavemente os ratos com uma toalha durante esta espera de pré-julgamento.
    6. Repita 5.2.3. através de 5.2.5. para completar 3 ensaios para cada rato para ser treinado durante esta sessão de treinamento de mergulho.
    7. Remova todos os divisores de canal, câmara de começar e terminar a área do tanque.
    8. Esvaziar a água do tanque. Veja 2.2.2.
  3. Treinamento de mergulho inicial (third dia)
    1. Insira câmara começo. Encher o tanque com água (ver 2.2.1.), Assegurando que o nível da água está acima da abertura para a área de início.
    2. Insira área de chegada e divisores de canais para criar cinco canais de natação. Coloque um pedaço horizontal de Plexiglas imediatamente fora da área de início para criar um cinco centímetros de comprimento mergulho túnel.
    3. Durante a terceira sessão de treinamento de mergulho o rato tem que mergulhar a cabeça sob a borda da câmara de início e nadar cinco centímetros debaixo d'água para chegar ao mar aberto do canal de mergulho. Permitir que o rato para, em seguida, continuar nadando através do labirinto para a área de acabamento.
      NOTA: Uma vez colocada na área de partida, os ratos iniciar seu próprio submersão debaixo d'água, e, portanto, estes são considerados mergulhos "voluntárias".
    4. Deixe os ratos permanecem na área de acabamento, pelo menos, 1 min entre os testes.
      NOTA: Não use recompensa externa (ou seja, alimentos) durante a formação, de modo a evitar a ativação de circuitos de recompensa no cérebro.
    5. Após o período de espera área de chegada, segure suavemente os ratos para 1 min antes de iniciar o próximo julgamento. Seque suavemente os ratos com uma toalha durante esta espera de pré-julgamento.
    6. Repita 5.3.3. através de 5.3.5. para completar 3-5 ensaios para cada rato para ser treinado durante esta sessão de treinamento de mergulho.
    7. Remova todos os divisores de canal, câmara de começar e terminar a área do tanque.
    8. Esvaziar a água do tanque. Veja 2.2.2.
  4. Programação de treinamento de mergulho semanal
    1. Realizar sessões diárias de treinamento (ver 5.3.) 5 dias por semana, de preferência ao mesmo tempo cada dia.
    2. Comece o primeiro ensaio da distância negociado com sucesso no dia anterior. Comece o segundo e terceiro ensaios com um aumento da distância de mergulho.
    3. Com cada sessão diária de treinamento subseqüente aumentar o comprimento do túnel mergulho adicionando divisores horizontais adicionais para estender a distância que os ratos têm de nadar debaixo d'água. Pela primeira alguns treinos aumento this distância de 5-10 cm. Após os ratos parecem mais confortáveis ​​com mergulho, aumentar as distâncias de 30-50 cm.
      NOTA: Não extrapolar a distância de mergulho tentou durante os ensaios sucessivos. Se necessário, levantar a extremidade da cobertura de canal horizontal para proporcionar um mergulho mais curtas distâncias. Se, durante um ensaio de mergulho um rato não chegar ao fim do túnel mergulho e começa a virar debaixo d'água, rapidamente levante a extremidade da tampa do canal e permitir que o rato à superfície e continuar seu mergulho. Isso permitirá que o rato para concluir com êxito uma distância de mergulho mais longo. Este reforço positivo vai manter o rato se movendo para a frente através do túnel submarino com cada tentativa de mergulho.
    4. Use maiores aumentos nas distâncias de mergulho enquanto os ratos estão aprendendo a mergulhar uma parte reta de um canal de mergulho. Por outro lado, aprender a mergulhar em torno da curvas fechadas entre os canais pode demorar 2-3 sessões de treinamento.
      NOTA: Muitas vezes, enquanto espera na área de acabamento, os ratos vão reentrar the água para nadar, e / ou submergir sua cabeça debaixo d'água enquanto ainda sentado na plataforma área de acabamento.
    5. Repita este protocolo de treinamento diariamente mais de 3 semanas para garantir um mergulho bem sucedido de toda a 5 canais. Este protocolo de treinamento repetitivo garante a conclusão do labirinto, especialmente desde que o labirinto inclui alternando curvas fechadas esquerda e direita.
      NOTA: A programação de natação e mergulho formação completa seis semanas coincide com o crescimento de 35 g ratos recém-desmamados para chegar a um peso corporal de 300 g.
    6. Após as sessões de treinamento diárias são completas, e os ratos foram devolvidos à sua gaiola, garantir ratos rapidamente secar sua pele através do aliciamento, ou, se necessário, coloque uma almofada de aquecimento sob sua gaiola para manter os ratos quente até sua pele é seca.

6. Variações Experimentais

NOTA: O set-up e animal formação básica experimental foram descritos acima. Entretanto, o treinamento comportamental só provides um modelo a ser utilizado com outras técnicas experimentais para coletar dados de interesse. Protocolos básicos são modificados para investigar aspectos específicos da resposta mergulho. Exemplos destas modificações, e algumas considerações para a recolha de dados usando essas técnicas fisiológicas e neuroanatómicos, são dadas abaixo.

  1. Implantáveis ​​telemetria Transmissores
    1. Após a conclusão do treinamento, usam transmissores de telemetria disponíveis no mercado para transmitir a pressão arterial pulsátil arterial de natação e mergulho ratos. Obter a aprovação locais IACUC para procedimentos relativos a cirurgia e recuperação pós-cirúrgica. Siga os procedimentos de implantação sugeridas pela empresa para o seu transmissor, e garantir a recuperação completa da cirurgia antes de retornar o rato na água.
    2. Assegurar a antena que recebe o sinal de rádio está próximo quando o rato está na água.
      NOTA: Água atenua os sinais de rádio, e assim a distância que o sinal de rádio needs viajar através da água torna-se um fator limitante das dimensões do tanque.
    3. Use uma antena de varinha de mão, em vez de uma antena do tamanho de ratos-gaiola, para seguir o rato à medida que progride através do labirinto. Manter a antena varinha dentro de 30 cm do rato para assegurar que o sinal de rádio não está perdido enquanto o rato é subaquática.
  2. Trailing cânulas
    1. Redesenhar os divisores de canal e peças horizontais criando o teto do túnel mergulho trilhas para que a cânula ao longo atrás do rato durante a sua progressão através do labirinto.
      NOTA: O design modular dos canais é de extrema importância e deve também permitir a rápida recuperação do rato do labirinto debaixo d'água. Se um senões cânula e ficou desalojado do rato, o rato poderá em breve sangrar enquanto debaixo d'água se a cânula não é rapidamente recolocado.
    2. Use arrastando cânulas arterial para registrar a pressão arterial e freqüência cardíaca em ratos voluntariamente mergulho. Use um pedaço de 90 centímetros PE50 comouma cânula à direita.
      NOTA: Este comprimento cânula é longo o suficiente para ligar o rato para o transdutor de pressão e ainda permite que o rato para progredir através do labirinto, mas é curto o suficiente para minimizar a cânula espaço morto e está perto o suficiente para o transdutor de pressão para permitir a fidelidade suficiente da sinal de pressão arterial.
    3. Use de fuga venosa (ou arterial) cânulas para injectar agentes farmacêuticos, tais como agonistas e antagonistas do simpático e parassimpático, ou para injectar ou corantes marcadores que determinam a distribuição do débito cardíaco.
    4. Retirar amostras de sangue dos ratos por meio de cânulas venosa (ou arterial), enquanto os ratos estão debaixo d'água para determinar os níveis de catecolaminas subaquáticas ou química do sangue.
      NOTA: deve minimizar o comprimento da cânula de fuga e representam a cânula espaço morto durante sangue chama.
  3. Detecção de neurônios do tronco cerebral ativadas
    1. Usar a detecção imunológica da proteína Fos para identiáreas específicas fy do tronco cerebral, que são parte da resposta mergulho.
      NOTA: Durante a iniciação repetitivo de um reflexo cardiorrespiratória, neurônios do tronco cerebral que fazem parte desse circuito reflexo pode se tornar ativados e produzem uma proteína chamada Fos.
    2. Repetidamente mergulhar ratos através do labirinto cada 5 min durante 2 horas para um total de 24 mergulhos.
      NOTA: Outros protocolos que também induzem a produção de Fos neuronal pode também ser usado. Para evitar a activação dos neurónios do tronco cerebral envolvidas na resposta ao stress, comportamento que se repete deverá ser incluída como parte da formação comportamental.
  4. Níveis de corticosterona no sangue durante o mergulho
    1. Use corticosterona como um indicador do nível de estresse dos ratos experiência durante a natação e mergulho.
    2. Para obter sangue para análise de corticosterona, desenhar 0,1 ml de amostras de sangue a partir da veia da cauda dos ratos após 15 min 3 nados voluntárias ou mergulhos.
      NOTA: experimentos preliminares indicaram que 15 minutos é sutempo ficiente para permitir a produção e libertação de corticosterona para a circulação e provocar um pico nos níveis de corticosterona no plasma. Como os níveis de corticosterona tem um ritmo circadiano, programar todo o sangue atrai ao mesmo tempo do dia e se correspondia com o calendário de sessões de treinamento.

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Resultados

A conclusão bem sucedida dos procedimentos de treinamento de natação e mergulho descritas podem reduzir o estresse experimentado por ratos ao mergulhar sob a água. Níveis de corticosterona no sangue indicam que o treinamento diário repetitivo diminui o stressfulness associados ao mergulho voluntário, e ratos treinados encontrar mergulho não mais estressante do que ser tratada diariamente por um ser humano (Figura 2; 17). Por outro lado, os ratos não treinados no protocolo de mergulho encontra...

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Discussão

Os ratos em sua forma feral podem fazer e explorar ambientes semi-aquáticos, e muitas vezes vai mergulhar debaixo d'água, enquanto em busca de alimento 6. Assim, não é muito surpreendente que os ratos podem ser facilmente treinados para mergulhar voluntariamente debaixo d'água. Os procedimentos de treinamento descritos podem durar até seis semanas, o que trará ratos recém-desmamados com um tamanho de corpo usado na maioria dos atlas do cérebro de ratos adultos (~ 300 g). Assim, os cérebros destes anim...

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Divulgações

O autor é consultor da Stoelting Companhia, e desde o design e as especificações do McCulloch Dive Tanque Maze geral a eles para fins comerciais.

Agradecimentos

Pesquisa apoiado pelo financiamento da Universidade Escritório de Programas de Pesquisa e patrocinado Midwestern. Graças também à facilidade Midwestern University Animal e Erik Warren.

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
McCulloch Diving Tank MazeStoelting Company60139
Tubo de diâmetro interno de 1 polegada Fisher14-169-63Usado para encher ou drenar o
tanque Dispositivo de retenção de roedores de plexiglas (Restritor econômico de fundo plano)BraintreeFB-M/L Para mergulhos forçados
Transmissores telemétricos DSIModelo PA-C40 (270-0040-008)Usado para transmitir pressão arterial pulsátil
Varinha de antena portátilDSIModelo RLA 3000 (272-5007)Usado para garantir que a antena de rádio esteja próxima ao transmissor enquanto o rato está negociando labirinto subaquático
Intramedic PE50, 0.023" IDFisher14-170-12BUsado como cânula arterial de arrasto
N95 máscara - Moldex #2300N SeriesFisher19-003-246DUsado para limitar a inalação de alérgenos de rato

Referências

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  3. Butler, P. J. Metabolic regulation in diving birds and mammals. Resp. Physiol. Neurobiol. 141, 297-315 (2004).
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