Simulant une Mission spatiale vers Mars à l’aide du membre postérieur déchargement et poids partielle portant chez le rat
Summary
En utilisant un modèle novateur d’analogiques terrestres, nous sommes en mesure de simuler une mission spatiale, y compris un voyage à (0 g) et un séjour sur Mars (0,38 g) chez les rats. Ce modèle permet une évaluation longitudinale des changements physiologiques qui se produisent au cours des deux étapes hypo-gravitationnel de la mission.
Abstract
Les modèles de rongeurs terrestres sont largement utilisés pour comprendre les conséquences physiologiques de l’espace de vol sur le système physiologique et ont travaillé régulièrement depuis 1979 et le développement de hind branche déchargement (HLU). Cependant, les prochaines étapes de l’exploration de l’espace maintenant incluent pour voyager vers Mars où la gravité est 38 % de la gravité terrestre. Puisque aucun être humain ne connaît à ce niveau de gravité partielle, un modèle durable au sol est nécessaire d’étudier comment le corps, déjà affaiblie par le temps passé en microgravité, réagirait à cette charge partielle. Ici, nous avons utilisé notre innovateur partielle portantes (PTB) pour imiter une mission courte et rester sur Mars afin d’évaluer la déficiences physiologique dans les muscles de la patte arrière induites par deux différents niveaux de gravité réduite appliquée de façon séquentielle. Cela pourrait fournir un modèle sûr, basés au sol pour étudier les adaptations musculo-squelettiques au changement gravitationnel et à mettre en place des contre-mesures efficaces pour préserver la santé des astronautes et la fonction.
Introduction
Extraterrestres cibles, y compris la lune et Mars, représentent l’avenir de l’exploration spatiale humaine, mais les deux ont une gravité beaucoup plus faible que la terre. Alors que les conséquences de l’apesanteur sur le système musculo-squelettique ont été largement étudiées en astronautes1,2,3,4,5 et rongeurs6, 7 , 8 , 9, cette dernière grâce au membre postérieur bien établie déchargement (HLU) model10, très peu est connu sur les effets de gravité partielle. La gravité martienne est 38 % de la terre et cette planète est devenue le centre de l’exploration à long terme11; Il est donc important de comprendre les altérations musculaires qui peuvent survenir dans ce paramètre. Pour ce faire, nous a développé un poids partielle portant (PWB) rats12, issu des travaux précédent de souris6,13, qui a été validé à l’aide de résultats aussi bien musculaires et osseuses. Cependant, l’exploration de Mars sera précédée par une période prolongée de microgravité, qui n’a pas abordée dans notre modèle précédemment décrit12. Par conséquent, dans cette étude, nous altéré notre modèle pour simuler un voyage vers Mars, consistant en une première phase de déchargement total postérieur et immédiatement suivie d’une deuxième phase de roulement de poids partielle à 40 % de charges normales.
Contrairement à la plupart des modèles HLU, nous avons choisi d’utiliser un harnais pelvien (basé sur celui qui est décrit par Chowdhury et al.9) plutôt que d’une suspension de queue pour améliorer le confort des animaux et doit pouvoir se déplacer en toute transparence et sans effort de HLU au PTB en quelques minutes. Parallèlement, nous avons utilisé les cages et les dispositifs de suspension que nous avons précédemment développé et décrit abondamment12. En plus de fournir des données fiables/cohérentes, nous aussi déjà démontré que le point d’attache fixe du système suspension au centre de la tige n’empêchait pas les animaux de déplacement, toilettage, alimentation ou de boire. Dans cet article, nous décrirons comment décharger des membres postérieurs des animaux (totalement ou partiellement), de vérifier leur niveau de gravité atteint, ainsi que la manière d’évaluer sur le plan fonctionnel les altérations musculaires qui en résultent, Agrippez-vous force et humides de la masse musculaire. Ce modèle serait extrêmement utile pour les chercheurs qui cherchent à étudier les conséquences de gravité partielle (artificielle ou extra-terrestre) sur un système musculo-squelettique déjà compromis, leur permettant d’étudier comment les organismes s’adaptent à partielle, rechargement et pour l’élaboration de contre-mesures qui pourraient être développés pour rester en santé pendant et après les vols habités.
Protocol
Representative Results
Discussion
Ce modèle présente le premier analogiques terrestres développé pour étudier les niveaux successifs de déchargement mécaniques et vise à imiter un voyage à et rester sur Mars.
Beaucoup d’étapes du présent protocole est essentiels pour assurer son succès et doivent être examinés attentivement. Tout d’abord, il est essentiel de surveiller le bien-être des animaux et s’assurer qu’elles maintiennent un comportement normal (c’est-à-dire, exécution de tâches telles que mange…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ce travail a été soutenu par la National Aeronautics and Space Administration (NASA : NNX16AL36G). Auteurs aimeraient remercier Semple Carson qui ont fourni les dessins inclus dans ce manuscrit.
Materials
| 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 |
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