Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Behavior

Подражая космического полета на Марс с использованием разгрузки задних конечностей и частичного веса подшипника в крыс

Published: April 4, 2019 doi: 10.3791/59327

Summary

С помощью инновационной модели аналогового наземного базирования, мы способны имитировать космической миссии, включая поездки (0 g) и пребывания на Марсе (0,38 г) в крыс. Эта модель позволяет продольная оценки физиологических изменений, происходящих на двух этапах гипо гравитационные миссии.

Abstract

Грызун наземного базирования модели широко используются понять физиологические последствия космического полета на физиологические системы и регулярно применялись с 1979 года и развитие задних конечностей выгрузки (HLU). Однако последующие шаги в освоении космоса теперь включают поездки на Марс, где гравитация это 38% земной гравитации. Поскольку ни один человек не пережил этот уровень частичной гравитации, устойчивого земле-модель на основе необходимо исследовать, как тело, уже подорваны время, проведенное в условиях микрогравитации, будет реагировать на этой частичной нагрузки. Здесь мы использовали наши инновационные частичной-несущие (ПРБ) модели имитируют короткой миссии и остаться на Марсе оценить физиологические расстройства в мышц задних конечностей, индуцированных два различных уровня снижения тяжести, применяется в последовательном порядке. Это может предоставить модель Сейф, наземные исследования опорно-приспособления для гравитационных изменений и установить эффективные контрмеры для сохранения здоровья и функции астронавтов.

Introduction

Внеземной целей, в том числе на Луну и Марс, представляют собой будущее человека космоса, но оба имеют значительно более слабой гравитации, чем Земля. В то время как последствия невесомости на опорно-двигательный широко изучены в астронавты1,2,3,,45 и грызунов6, 7 , 8 , 9, последний благодаря устоявшейся задних конечностей выгрузки (HLU) модель10, очень мало известно о последствиях частичного гравитации. Марсианская гравитация это 38% земли и эта планета стала в центре внимания долгосрочной разведки11; Следовательно важно понять мышечные изменения, которые могут возникнуть в этой обстановке. Чтобы сделать это, мы разработали систему частичного веса подшипника (ПРБ) крыс12, на основе предыдущей работы, проделанной в мышей6,13, которая была проверена с помощью мышц и костей результатов. Однако исследования Марса будет предшествовать длительный период микрогравитации, который не был рассмотрен в нашем ранее описанных модель12. Таким образом в этом исследовании, мы изменили нашу модель, чтобы имитировать путешествие к Марсу, состоит из первой фазы выгрузки всего задних конечностей и сразу после второй этап частичного веса подшипника на 40% нормальной загрузки.

В отличие от большинства HLU моделей мы решили использовать таза упряжи (на основе описанной Чоудхури et al.9) вместо хвоста подвеска для улучшения комфорта животных и иметь возможность двигаться плавно и легко от HLU к ПРБ в считанные минуты. Совместно мы использовали клетки и устройства подвески, что мы ранее разработал и подробно описал12. Помимо надежного/последовательных данных, мы ранее также продемонстрировал, что фиксированная крепления точки подвески в центре стержня не мешает животных от перемещения, уход, кормление или пить. В этой статье мы расскажем как выгрузка животных задних конечностей (как полностью, так и частично), проверить их уровнях достигнуты гравитации, а также как функционально оценить полученный мышечные изменения с помощью ручек силы и мокрой мышечной массы. Эта модель будет чрезвычайно полезным для исследователей, стремящихся расследовать последствия частичной гравитации (искусственные или внеземной) на уже ослабленной костно-мышечной системы, тем самым позволяя им расследовать как организмов приспособиться к частичной перегрузочные и для разработки контрмер, которые могут быть разработаны для поддержания здоровья во время и после полетов человека в космос.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Все методы, описанные здесь были утверждены институциональный уход животных и использование Комитет (IACUC) Бет Израиля Deaconess медицинский центр под протокол № 067-2016.

Примечание: Мужской Wistar крыс в возрасте 14 недель на базовых (день 0) используются. Крысы индивидуально размещаются в пользовательских клетки 24 h до базовой линии для адаптационного.

1. задних конечностей разгрузки

Примечание: Таза ремень можно поставить на наркотизированных или просыпаются животные. Здесь на наркотизированных животных дано описание протокола. Носите надлежащего средства индивидуальной защиты (СИЗ) для обработки животных.

  1. Место крыса в анестезии коробку с 3,5% изофлюрановая и поток кислорода 2 Л/мин.
    Примечание: Надлежащего анестезии подтверждается, когда фирма щепотка задние лапы не вызвать реакцию.
  2. Как только животное полностью под наркозом, место крысы на скамейке с анестезирующий газ, поступающий с ураном с 2% изофлюрановая и поток кислорода 1,5 Л/мин.
  3. Место крыса в положении лежа и надел таза ремень в rostro хвостового движения.
  4. Аккуратно Бенд таза Упряжь для предоставления snug вписываются во время стараясь не сдавливать гомотерия для предотвращения царапин и дискомфорта.
  5. Прикрепите цепь из нержавеющей стали с застежкой шарнирного соединения к верхней части таза упряжи, где крючок прилагается у основания хвоста.
  6. Удалить крысы из наркоза и место животное в клетке пользовательских с цепи, продлил его максимум.
  7. После того, как крысы полностью проснуться и мобильных, Укоротите цепь с использованием верхнего шарнирного соединения застежкой до задних конечностей могут больше не доставали до пола.
  8. Наблюдать за животное на несколько минут, чтобы оценить его удобство и убедитесь, что на все времена, оба задних конечностей остаются полностью выгружается.

2. частичный вес подшипника

Примечание: Этот шаг может быть реализован в awake и осознающие животных.

  1. Преобразуйте HLU подвеска устройство в ПРБ подвеска, добавив треугольную часть состоит из цепи из нержавеющей стали и задней штанги.
  2. Анестезировать животное так же, как описано для HLU (шаги 1.1 и 1.2).
  3. Поместите куртку троса соответствующего размера на передние конечности крыса (M для крыс 400 g или ниже, Л для крыс, весом свыше 400 г) и закрыть его с помощью задней бюстгальтер расширитель.
  4. Прикрепите один застежка треугольную часть на крючок, расположенный на задней бюстгальтер расширитель и противоположной застежка на крючок, расположенный на тазовые ремень у основания хвоста.
  5. Разрешить животное, чтобы оправиться от анестезии в клетке. После того, как спать, убедитесь, что подвеска является равны на передние конечности и гомотерия путем сокращения цепи и изменение расположения внизу застежка шарнирного соединения при необходимости.
    Примечание: Этот шаг может также быть реализована с помощью сил плиты для подтверждения равных нагрузки на все конечности.
  6. Место крысы на верхней шкале для записи «загруженные» веса, т.е., вес животного и весь аппарат, без сокращения цепи.
  7. Укоротить цепь до тех пор, пока шкала отображает 40% веса тела «загрузки» и запись достигнутого уровня тяжести (выражается как соотношение между расгруженный вес и загруженного веса).
  8. Наблюдать за животное, чтобы убедиться, что расгруженный вес стабильным и что крыса одинаково загружается на всех конечностей.
  9. Удалите весь аппарат из масштаб, используя стержня и место крыса обратно в своей клетке.

3. Оценка задних конечностей сцепление силы

  1. Держите Крыса с традиционной сдержанностью, поместив одну руку под Передние конечности. Аккуратно прижмите хвост с вторая рука.
  2. Подход ручка бар с задние лапы и убедитесь, что обе лапы полностью опирается на баре.
    Примечание: Если крыса не полностью сцепление баре или не отображает никаких доказательств добровольной захвата, слегка выпустить сдержанность. Если это неудачной, вернуться к своей клетке крыса и повторите попытку через несколько минут.
  3. Осторожно потяните крыса прямо обратно до тех пор, пока она выпускает свою хватку. Рекорд максимальной силы, отображаться на датчике.
  4. Подождите около 30 s между измерениями и повторите тест 3 раза.
  5. Вычислить среднее из трех измерений для озвучивания, счет для усталость.

4. запись мышц влажные массы

  1. Место крыса в камере эвтаназии CO2 . После ожидания в соответствующее время согласно IACUC и AVMA руководящие принципы, подтвердите эвтаназии, визуальное наблюдение за отсутствие дыхания.
  2. Место крысы на таблице рассечение в положении лежа и удалите меха и кожи, промо вблизи лодыжку, с помощью небольших Рассечение ножницами. Используйте руки, чтобы снять слой кожи.
  3. С помощью небольших Рассечение ножницами, аккуратно сломать мышечной фасции и изолировать пяточной кости сухожилия.
    Примечание: Сухожилие пяточной кости является точка прикрепления мышц икроножной мышцы и камбаловидной.
  4. Удерживая пяточной кости сухожилия с младшей парой пинцетов, используйте Рассечение ножницами для изоляции мышц икроножной мышцы и камбаловидной от двуглавой мышцы бедра, расположенных выше.
  5. После того, как изолированные, вырежьте точка прикрепления мышц икроножной мышцы и камбаловидной в подколенной области.
  6. Осторожно потяните камбаловидной от икроножной мышцы и отсоединить их путем разрезания пяточной кости сухожилия.
  7. Место крыса в лежачем положении. Осторожно удалите фасции и корки tibialis передней от лодыжки в восходящем движении.
  8. Вырежьте tibialis передней точке своей превосходной вложений.
  9. Запишите точное влажной массы каждой подакцизным мышцы с помощью тарированного точность масштаба и взвешивания лодку.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Воспользовавшись новых клеток, что мы ранее и описано в деталях12, мы использовали из нержавеющей стали на основе цепь подвески устройство, которое подходит для разгрузки задних конечностей (HLU, рис. 1) и частично-несущие (ПРБ, Рисунок 2). Важнейшим конкурентным преимуществом нашего дизайна является способность идти от одного типа разгрузки в другой в считанные минуты при сохранении одинаковых условий для животных. Мы использовали на заказ таза ремень (рисунок 2A), которая прилагается к цепи одного на заказ из нержавеющей стали с застежкой шарнирного соединения на каждой стороне для HLU. Чтобы изменить это устройство подвески и достижения PWB, добавление одного треугольный кусок цепи из нержавеющей стали, которые включены негибкой обратно стержня, предназначенные для сидеть чуть выше позвоночника (рис. 3) является единственным требованием. Эти действия можно выполнить в спать или наркотизированных животных.

С универсальным окружающей среды в этом эксперименте мы могли бы успешно выгрузить задних конечностей всех наших животных для 7 дней без каких-либо осложнений и быстро подвергать их частичной гравитации на 40% их обычной загрузки (PWB40, достигнутые в среднем уровень гравитации 0.4076 g ± 0.0036 g). В течение первой недели всего HLU животных отображается значительный тела потеря веса (рис. 4A:-7.19 ± 0,87%, n = 9, p < 0,001), который был свидетелем в рамках других моделей14и существенно не отличается от того, что мы наблюдали в крыс на PWB40 на тот же срок (-5.53 ± 1,44%, n = 10, p = 0,37). Однако животные продолжали потеря веса со временем при впоследствии подвергается PWB40 (-9.06% ± 1,35% от базовой линии, p < 0.0001).

Усилие захвата задних конечностей является стандартное измерение функции мышц, который может быть использован в продольном направлении (рис. 4В). Мы заметили, что одной недели всего разгрузки привело к среднем уменьшении силы сцепления 50.16% ± 4.10% по сравнению с базовой (p < 0.0001). После последующих недели частичного веса подшипника на 40% нормальной загрузки, мы не заметили какие-либо дальнейшие изменения относительно силы сцепления (-44.29% ± 4,67% по сравнению с базовой, p < 0.0001). На все время точки, процентное изменение в силе сцепления задней лапой был значительно отличается от управления соответствует возрасту (p < 0,0001 7 день и день 14, n = 11). Кроме того, мы отметили, что после завершения этого исследования, животных, которые подверглись полной разгрузки следуют частичного веса подшипника (HLU-PWB40) отображаются значительно больше потери силы сцепления, по сравнению с группой PWB40 (p = 0,03).

Мышцы влажной массы был записан в конце эксперимента и сравниваются с данными, полученные после двух недель нормальной загрузки или две недели PWB40 (рис. 4 c) и данные, ранее опубликованные в нашей группе12. Мы обнаружили, что PWB40 и HLU-PWB40 группы имеют значительно более низкие влажные массы камбаловидной (S), икроножных (G), и tibialis переднего (TA) мышцы, чем возраст соответствием контроля (PWB100). Действительно, мы записали камбаловидной средняя масса 0,1681 г ± 0,007 г для наших животных, который был значительно ниже, чем у крыс, получавших PWB100 на 2 недели в наших предыдущих экспериментов (-24.60% ± 3,18%, p < 0.0001). Для икроножной мышцы, мы записали средняя влажной массы 2.192 g ± 0,096 g (-10.55% ± 3.93%, p = 0,038 против PWB100) и мокрой массой 0.759 г ± 0,029 g для передней tibialis (-14.40% ± 3,27%, p = 0,009 против PWB100). Хотя наш набор данных подчеркнул, что животных, подвергшихся воздействию на Марс аналог (HLU-PWB100) было снижение влажной массы мышц икроножной мышцы и камбаловидной, по сравнению с животных, подвергшихся воздействию PWB40 за 2 недель непрерывного (-8.75% ± 3.84% и-5.85% ± 4.14%, соответственно) мы не наблюдали значительное различие между этими двумя группами.

Figure 1
Рисунок 1: Описание устройства подвески и как конвертировать из HLU в ПРБ. (A) основываясь на наших предыдущих дизайн, мы использовали алюминий стержень, сидя на верхней части клетки провести устойчивый подвеска устройство состоит из брелок обеспеченных в центре стержня (стрелка 1), цепь из нержавеющей стали (стрелка 2), и два поворота застежки (стрелы 3). (B) для преобразования подвеска устройство для достижения PWB, треугольник образный структура прикрепляется с помощью нижней поворотной застежка. Эта часть состоит из цепи из нержавеющей стали и поливинилхлорид (ПВХ) задней стержень, который сидит выше крыса позвоночника (стрелка 1). На каждой стороне задней стержня расположен застежкой для присоединения к обвязке и куртку, соответственно (стрелка 2). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 2
Рисунок 2: задние конечности разгрузки с помощью таза упряжи. (A) и боковые Посмотреть рисунки ремень структуры используется для поддержки задних конечностей животных. (B) таза ремень был позиционирован как описано подходят snuggly вокруг задних конечностей крысы. Ссылка из нержавеющей стали над основания хвоста и придает поворотная пряжка. Точное расположение и форма ремни могут варьироваться между животными, но крысы должно быть комфортно и надо, что их задних конечностей никогда не прикоснуться к земле. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 3
Рисунок 3: частичный вес подшипника. Частичной разгрузки требует добавления куртку для животного в целях поддержки передних конечностей. Куртка с задней бюстгальтер расширитель затем закрывается и крюк крепится к расширителя, лежащий между лопатку. Куртка и таза ремень прикреплены к застежки, расположенные на каждом конце обратно стержня. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 4
Рисунок 4: примеры продольных последующей в животных, подвергшихся воздействию различных уровней разгрузки. (A) тела вес (BW) изменения. Животные были взвешены за неделю, без проводов или куртки и массы тела был записан. PWB100 = частичное отягощения при нормальной нагрузке; PWB40 = частичное веса подшипника на 40% нормальной нагрузки; HLU-PWB40 = одну неделю задних конечностей разгрузки следуют одной недели PWB40. Результаты Тьюки в post hoc теста после 2-полосная сложены дисперсионного анализа представлены в виде *: p < 0,05, **: p < 0.01, ***: p < 0,001, и ***: p < 0,0001 против PWB100. (B) изменение в силе сцепления задней лапой. Еженедельно, Задние лапы сцепление силы была измерена, и результаты были выражены в изменение в процентах от базового плана для каждого животного. Результаты Тьюки в post hoc теста после 2-полосная сложены дисперсионного анализа представлены в виде ***: p < 0,001 и ***: p < 0,0001 против PWB100, α: p < 0,05 против PWB40. (C) мышц влажные массы после 14 дней. Мышц, которые влажной массы был записан на точность масштаба сразу же после жертву на 14 дней. Результаты представлены в виде % мокрой массы, полученной в возрасте соответствует контрольной группы (PWB100). S = камбаловидной; G = икроножной мышцы; TA = Tibialis передней. Результаты Тьюки в post hoc теста после односторонней дисперсионного анализа представлены в виде *: p < 0,05, **: p < 0.01, и ***: p < 0,0001 против PWB100. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Эта модель представляет первый аналог наземного базирования развитых расследовать последовательные уровни механическая разгрузка и стремится подражать поездку и остаться на Марсе.

Многие шаги настоящего Протокола имеют решающее значение для обеспечения ее успеха и необходимо внимательно изучить. Во-первых важно контролировать благополучия животных и убедитесь, что они сохраняют нормальное поведение (т.е. выполнение задачи еды, отдыха и осмотра), особенно во время PWB государства, где они поддерживают относительно нормальное физиологически правильной осанки. Во-вторых несмотря на уровень PWB является чрезвычайно устойчивым течением времени и требует минимального вмешательства человека12,14, важно записать достигнуто частичное гравитации, чтобы свести к минимуму различия среди животных. Кроме того когда животные перешли от всего механической разгрузки частичной тяжести (PWB40), они уже отображения, существенные мышечная атрофия и потери функции6,9,15, который может вызвать переходные трудности в возобновлении четвероногих несущие поведение и привести к кратковременным походка.

Из-за переменной среды некоторые проблемы могут возникнуть и следует тесно Записанная и решать. Например сдвигом жидкости происходит в период HLU связи с наклонной позиции животного, в то время как он не присутствует во время PWB16. В некоторых случаях перераспределение жидкости могут вызвать тонкие отек наиболее заметно в лицевой или задней лапы и обычно исчезает в течение нескольких часов после перезагрузки. Мы советуем следователи Оценка выраженность отеков и оценить его ежедневно. Если серьезный отек сохраняется в течение более чем 48 ч, животные должны быть исключены из эксперимента.

В то время как использование таза ремень обеспечивает комфорт для животных и увеличения удобства к следователю, некоторые животные могут, иногда, либо полностью или частично вырваться из их использовать во время HLU или ПРБ. Мы последовали за исключение протокол, основанный на предыдущей работе в мышей6 , в котором любое животное, который выходит три раза удаляется из исследования. Как бортовое примечание экранированные символы встречаются крайне редко; в нашей работе менее 1% животных пришлось быть исключены в течение 1-год (1 животное из 148 животных изучены). Ежедневные титрования PWB уровня-это решающий момент где экспериментатора может обеспечить прилегания куртку и таза упряжи, таким образом к минимуму риск побега. При оценке веса и благополучие животных ежедневно, особое внимание следует положить в поддержании таза упряжи. Хотя конкретных участков выпадения волос является наиболее распространенным последствием, истирание может появиться, если повреждения таза ремень (то есть, жевать). Мы советуем исследователей ежедневно проверять состояние ремня и заменять компоненты повреждены или весь ремень, когда это необходимо для предотвращения появления истиранием кожи. Самочувствие по крайней мере должен включать следующие этапы: мониторинг веса тела, порфирия, потребление пищи, присутствие мочи и Кала, выпадение волос, истиранием кожи, отек.

Когти животных также иногда может стать захваченного в крюк и петля крепления или ткань, поэтому ущерба их баланс. Простой и эффективный способ предотвратить это является аккуратно обрезать когти под наркозом перед размещением куртку. Этот шаг может быть повторен при необходимости в ходе исследования.

Особое внимание необходимо уделять во время перехода от HLU к ПРБ. В то время как мы наблюдали, что животные способны ходить с маленькой трудности сразу же после его поместили в ПРБ, количество времени, необходимого для положить ту же сумму веса на передних и задних конечностей варьируется среди крыс. Если крыса не демонстрируют относительно нормальной походкой, используя все конечности в течение 24 часов, мы рекомендуем, что это должны быть исключены из сферы исследования.

Этот роман модель, разработанная для имитации последовательных гравитационного средах является надежной и устойчивой с течением времени. Однако некоторые ограничения существуют и еще должны быть рассмотрены. Во-первых это сочетание моделей предназначена только для оценки изменений, происходящих в задних конечностей животных как HLU модель только создает искусственной микрогравитации на задних конечностей. Таким образом, этот наземный последовательных HLU-ПРБ аналог не подходит для расследования передний план конечностей изменения. Во-вторых за 14-дневный период, наши животные отображаются постоянно, но не угрожает жизни потери массы тела, подчеркнув сложные перестройки крыс к частичной разгрузки (рис. 4A). В наших предыдущих PWB исследования крыс, модель животных, подвергшихся на PWB40 и PWB20 две недели представила значительные потери только в первые 7 дней и восстановил вес впоследствии12. Это было вероятно, связано с тем, что крысы смогли приспособиться к четвероногих разгрузка после начального периода адаптации. Однако в этом исследовании, крысы, никогда не полностью адаптированы к две разные разгрузки/частичный перезагрузка периоды одну неделю каждая, вероятно объясняя устойчивого похудения. Было бы важно расширить эти периоды полной и частичной разгрузки для подтверждения, что животные могут полностью адаптировать и поселиться в каждой среде. Уровни стресса не были оценены в этой модели еще и может легко быть проконтролированы в будущем регулярных крови выборки с использованием хвост, который остается полностью доступны.

Наши продольной оценки функции мышц и мышечной массы показал, что одной недели разгрузки задних конечностей вызвало огромное уменьшение в задние лапы силы сцепления (рис. 4B) с одним из наших крыс, экспонируется снижение на 70% в силу сцепления. Неудивительно, что после 14 дней, животные отображаются значительно меньше усилие захвата, чем животные, которые подверглись воздействию 14 дней PWB40 в наших предыдущих исследования12 в то время как средний влажные массы мышц задних конечностей не отличаются значительно между PWB40 и HLU-PWB40 группы, мы смогли создать сильный линейной корреляции между нашей 3 групп (PWB100, PWB40 и HLU + PWB40) относительно среднего камбаловидной массы (R2 = 0,92, p < 0.0001).

Эти результаты подтверждают, что частичная загрузка после всего механической разгрузки компромиссы мышцы здоровья больше, чем то, что будет соблюдаться во время непрерывного но стабильный период частичной разгрузки. До сих пор этот пробел в знаниях не изучался. Дальнейшая оценка этого явления должна осуществляться для того, чтобы разрабатывать эффективные контрмеры, предотвращения ухудшение физического состояния мышц в контексте миссии на Луну или Марс. Сила нашей модели также проживает в своей универсальностью как позволяет для целого ряда различных экспериментов с несколькими степенями разгрузки и за различные периоды времени.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Авторы не имеют ничего сообщать.

Acknowledgments

Эта работа была поддержана Национальным управлением по аэронавтике и космическому пространству (НАСА: NNX16AL36G). Авторы хотели бы поблагодарить Карсон Семпл за предоставление чертежей, включенные в этой рукописи.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
10G Insulated Solid Copper Wire Grainger 4WYY8 100 ft solid building wire with THHN wire type and 10 AWG wire size, black
2 Custom design plexiglass walls P&K Custom Acrylics Inc. N/A 2 clear plexiglass custom wall 3/16" tick, width 12 3/16", height 18 13/16", 1 rounded slot 0.25 in of diameter located at the center top of the wall
3M Transpore Surgical Tape Fisher Scientific 18-999-380 Transpore Surgical Tape 
Accessory Grasping Bar Rat Harvard Apparatus 76-0479 Accessory grasping bar rat, front or hind paws
Analytical Scale Fisher Scientific 01-920-251 OHAUS Adventurer Analytic Balance
Animal Scale ZIEIS by Amazon N/A 70 lb capacity digital scale big top 11.5" x 9.3" dura platform z-seal 110V adapter 0.5 ounce accuracy
Back Bra Extenders Luzen by Amazon N/A 17 pcs 2 hook 3 rows assorted random color women spacing bra clip extender strap
Digital Force Gage Wagner Instruments DFE2-010 50 N Capacity Digital Grip Force Meter Chatillon DFE II
Gauze Fisher Scientific 13-761-52 Non-sterile Cotton Gauze Sponges 
Key rings and swivel claps Paxcoo Direct by Amazon N/A PaxCoo 100 pcs metal swivel lanyard snap hook with key rings
Lobster Claps Panda Jewelry International Limited by Amazon N/A Pandahall 100 pcs grade A stainless steel lobster claw clasps 13x8mm
Rat Tether Jacket - Large Braintree Scientific RJ L Rodent Jacket
Rat Tether Jacket - Medium Braintree Scientific RJ M Rodent Jacket
Silicone tubing Versilon St Gobain Ceramics and Plastics ABX00011 SPX-50 Silicone Tubing
Stainless Steel Chains Super Lover by Amazon N/A 4.5m 15FT stainless steel cable chain link in bulk 6x8mm

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Desplanches, D. Structural and Functional Adaptations of Skeletal Muscle to Weightlessness. International Journal of Sports Medicine. 18 (S4), S259-S264 (1997).
  2. Fitts, R. H., Riley, D. R., Wildrick, J. J. Physiology of a microgravity environment : Invited review : microgravity and skeletal muscle. Journal of Applied Physiology. 89, 823-839 (2000).
  3. Fitts, R. H., Riley, D. R., Widrick, J. J. Functional and structural adaptations of skeletal muscle to microgravity. The Journal of Experimental Biology. 204 (Pt 18), 3201-3208 (2001).
  4. Narici, M. V., De Boer, M. D. Disuse of the musculo-skeletal system in space and on earth. European Journal of Applied Physiology. 111 (3), 403-420 (2011).
  5. di Prampero, P. E., Narici, M. V. Muscles in microgravity: from fibres to human motion. Journal of Biomechanics. 36 (3), 403-412 (2003).
  6. Wagner, E. B., Granzella, N. P., Saito, H., Newman, D. J., Young, L. R., Bouxsein, M. L. Partial weight suspension: a novel murine model for investigating adaptation to reduced musculoskeletal loading. Journal of Applied Physiology (Bethesda, Md. : 1985). 109 (2), 350-357 (2010).
  7. Sung, M., et al. Spaceflight and hind limb unloading induce similar changes in electrical impedance characteristics of mouse gastrocnemius muscle. Journal of Musculoskeletal and Neuronal Interactions. 13 (4), 405-411 (2013).
  8. Mcdonald, K. S., Blaser, C. A., Fitts, R. H. Force-velocity and power characteristics of rat soleus muscle fibers after hindlimb suspension. Journal of Applied Physiology. 77 (4), 1609-1616 (1994).
  9. Chowdhury, P., Long, A., Harris, G., Soulsby, M. E., Dobretsov, M. Animal model of simulated microgravity: a comparative study of hindlimb unloading via tail versus pelvic suspension. Physiological Reports. 1 (1), e00012 (2013).
  10. Morey, E. R., Sabelman, E. E., Turner, R. T., Baylink, D. J. A new rat model simulating some aspects of space flight. The Physiologist. 22 (6), S23-4 (1979).
  11. NASA. National Space Exploration Campaign Report. , Available from: https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/nationalspaceexplorationcampaign.pdf (2018).
  12. Mortreux, M., Nagy, J. A., Ko, F. C., Bouxsein, M. L., Rutkove, S. B. A novel partial gravity ground-based analogue for rats via quadrupedal unloading. Journal of Applied Physiology. 125, 175-182 (2018).
  13. Ellman, R., et al. Combined effects of botulinum toxin injection and hind limb unloading on bone and muscle. Calcified Tissue International. 94 (3), (2014).
  14. Swift, J. M., et al. Partial Weight Bearing Does Not Prevent Musculoskeletal Losses Associated with Disuse. Medicine & Science in Sports & Exercise. 45 (11), 2052-2060 (2013).
  15. Morey-Holton, E. R., Globus, R. K. Hindlimb unloading rodent model: technical aspects. Journal of Applied Physiology. 92 (4), 1367-1377 (2002).
  16. Andreev-Andrievskiy, A. A., Popova, A. S., Lagereva, E. A., Vinogradova, O. L. Fluid shift versus body size: changes of hematological parameters and body fluid volume in hindlimb-unloaded mice, rats and rabbits. Journal of Experimental Biology. 221 (Pt 17), (2018).

Tags

Поведение выпуск 146 космический полет частичное гравитации Марс разгрузки задних конечностей частично-несущие мышца
Подражая космического полета на Марс с использованием разгрузки задних конечностей и частичного веса подшипника в крыс
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Mortreux, M., Riveros, D., Bouxsein, More

Mortreux, M., Riveros, D., Bouxsein, M. L., Rutkove, S. B. Mimicking a Space Mission to Mars Using Hindlimb Unloading and Partial Weight Bearing in Rats. J. Vis. Exp. (146), e59327, doi:10.3791/59327 (2019).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter