Um modelo pré-clínico de insolação exercional em camundongos

Anteriormente, apenas modelos passivos de insolação foram bem estabelecidos. Este modelo de insolação exercional é livre de grandes limitações e imita mais de perto a fisiopatologia humana. Não é possível estudar efetivamente a insolação em humanos porque é uma condição de risco de vida.

Este modelo pré-clínico mantém as características clínicas da insolação do esforço humano. Esta técnica ajuda a testar os efeitos da taxa de resfriamento na recuperação de insolação exercional, comorbidades da ingestão de drogas, bem como consequências a longo prazo da exposição ao insolação. Demonstrando o procedimento estará Jamal Alzahrani, um estudante sênior de doutorado do laboratório do Dr. Clanton.

Depois de anestesiar o camundongo, use lubrificante ocular, como a Pomada Veterinária para proteger os olhos do animal de danos ou lesões durante a cirurgia. Para preparar o local cirúrgico, raspe o abdômen inferior com pequenos cortadores de cabelo animal ou um removedor de cabelo comercialmente disponível. Administre a primeira dose de 0,1 miligramas subcutâneos por quilograma de buprenorfina.

Esfregue a área com três lavagens de povidone-iodo ou clorhexidina, seguido de enxaguar álcool isopropílico de 70%, depois transfira o rato para a área cirúrgica, use uma cortina adesiva para isolar o local cirúrgico no camundongo. Usando instrumentos estéreis na técnica asséptica, faça uma incisão de aproximadamente um centímetro na linha média ao longo da linha alba cerca de 0,5 centímetros da margem costeira, em seguida, separe a pele da camada muscular e faça uma incisão ligeiramente menor na linha alba tomando cuidado para não danificar o intestino ou órgãos internos. Uma vez que a camada muscular esteja aberta, coloque o telemetro estéril na cavidade intraperitoneal na frente das artérias e veias caudais e dorsal aos órgãos digestivos para permitir que ele flutue livremente.

Feche a abertura abdominal com uma sutura absorvível de 5-O estéril e feche a pele usando um simples ponto interrompido com sutura de prolina 5-O. Coloque o mouse em sua gaiola limpa com uma almofada de aquecimento de micro-ondas aconchegante sob a gaiola. Monitore o rato a cada 15 minutos durante a primeira hora de recuperação da anestesia e depois retorne ao centro de alojamento de animais.

Na noite anterior ao protocolo de insolação exercional, coloque o rato na câmara ambiental à temperatura ambiente para se aclimatar à câmara. Use o sistema de aquisição de dados para coletar temperatura contínua do núcleo ou TC em média mais de intervalos de 30 segundos durante a noite. Na manhã do protocolo de insolação exercional, certifique-se de que o rato esteja na faixa normal de temperatura diurna de 36 a 37,5 graus Celsius antes de aumentar a temperatura da câmara para garantir que o rato não tenha febre ou tenha experimentado estresse indevido durante este período.

Uma vez que o rato esteja estável e dentro de uma faixa de temperatura normal do núcleo de repouso, remova a comida e a água e pese o animal. Feche a porta da câmara e aumente a temperatura da câmara para uma meta de 37,5 graus Celsius e 40 a 50% de umidade relativa ou a temperatura e umidade ambiental desejadas. Verifique a temperatura e a umidade da câmara com um monitor de temperatura e umidade calibrado.

Cerque a câmara com uma cortina de apagão para manter a luz e os distúrbios mínimos durante o protocolo. Monitore o mouse continuamente durante o protocolo através de câmeras remotas iluminadas por RI. Concentre a segunda câmera no monitor de temperatura e umidade colocado perto da roda de corrida.

Faça ajustes no controlador para o ponto de ajuste da câmara ambiental para garantir leituras precisas de temperatura perto do animal. Uma vez que a câmara tenha atingido sua temperatura alvo medida pela segunda câmera no monitor de temperatura, abra rapidamente a porta da câmara e coloque o mouse na roda de corrida forçada. Inicie o protocolo de roda de corrida forçada a uma velocidade de 2,5 metros por minuto, e aumente a velocidade em 0,3 metros por minuto a cada 10 minutos até que o mouse atinja uma temperatura central de 41 graus Celsius.

Uma vez alcançada a temperatura do núcleo, permita que a velocidade permaneça constante até que ocorra a limitação dos sintomas, caracterizada por uma aparente perda de consciência, uma queda ou desmaio para trás, e a incapacidade de continuar correndo ou segurando a roda. Confirme o ponto de tempo quando o mouse tiver três rotações para trás no volante sem sinais de resposta física. Alternativamente, identifique o ponto final humano seguindo as regras locais da IACUC para determinar quando parar o protocolo.

Este ponto final é ligeiramente acima da limitação dos sintomas em essencialmente todos os camundongos. Para executar o protocolo de resfriamento rápido, pare a roda assim que o mouse atingir a limitação dos sintomas e remova o mouse imediatamente da roda de corrida forçada. Pesar o rato e colocá-lo de volta em sua gaiola para se recuperar à temperatura ambiente.

Durante esse tempo, deixe a porta da câmara aberta e retorne o ponto de configuração da incubadora à temperatura ambiente para permitir que a câmara esfrie rapidamente, o que resulta em uma sobrevida superior a 99% a longo prazo. Para realizar uma exposição mais severa ao insolação de insolação, mantenha a gaiola do animal dentro da câmara de 37,5 graus Celsius durante o protocolo de insolação exercional. Quando o animal atingir a limitação dos sintomas, permita que eles permaneçam na roda de corrida até que retornem à consciência como observado pela câmera remota, então remova rapidamente o mouse da roda de corrida e devolva-o diretamente à sua gaiola pré-aquecida para resultar em um perfil de resfriamento muito mais lento, essencialmente eliminando a fase hipotérmica do insolação.

Remova a parte superior do filtro da gaiola durante este período para melhorar o equilíbrio com a câmara. Uma gaiola de recuperação pré-resfriada à temperatura ambiente pode ser usada para realizar um procedimento alternativo menos grave para resultar em uma fase hipotérmica suprimida com uma taxa de sobrevivência de 100% Para o protocolo de insolação exercional grave, monitore cuidadosamente os camundongos durante a recuperação e verifique continuamente os pontos finais humanos, incluindo movimentos normais durante a recuperação, como o preparo, respiração normal, e lambendo. Monitore a temperatura do núcleo durante este tempo.

É improvável que os camundongos se recuperem se a temperatura do núcleo reverter a direção durante a fase de recuperação, eventualmente excedendo 40 graus Celsius. Nesse caso, encerre o experimento e continue avaliando o mouse para pontos finais humanos padrão. Os perfis termoregulatórios típicos durante a totalidade do protocolo de insolação exercional na recuperação precoce de um rato compreendem quatro fases distintas que podem ser definidas como o estágio de aquecimento da câmara, estágio de exercício incremental, estágio de exercício de estado estável e um estágio de recuperação por um método de resfriamento rápido ou lento.

Para o modelo severo, o perfil de temperatura de recuperação indicou que a temperatura do núcleo permaneceu acima de 37 graus Celsius durante o período de recuperação de duas horas. Camundongos fêmeas eram mais resistentes à insolação neste modelo e corriam quase duas vezes mais distâncias do que os camundongos machos. Não foi observada diferença no tempo necessário para se recuperar a 39,5 graus Celsius nos dois modelos.

No entanto, o tempo para esfriar até a temperatura ambiental de 37,5 graus Celsius foi bastante prolongado. O mais importante é o monitoramento cuidadoso dos animais em todos os momentos pós-cirurgia e insolação pós-esforço. Este método ajudou a estudar os efeitos a longo prazo da exposição ao insolação por até vários meses, e também nos permitiu medir os efeitos de fatores adicionais na doença do insolação, como a ingestão de drogas anti-inflamatórias não esteroides e epigenética.