Summary
Durch eine innovative bodengebundenen analogen Modell, können wir eine Weltraummission, die unter anderem eine Reise nach (0 g) und einen Aufenthalt auf dem Mars (0,38 g) bei Ratten zu simulieren. Dieses Modell erlaubt eine longitudinale Bewertung der physiologischen Veränderungen während der zwei Hypo-Schwerkraft Phasen der Mission.
Abstract
Nagetier bodengebundene Modelle sind weit verbreitet, die physiologischen Konsequenzen des Raumes Flug auf dem physiologischen System und seit 1979 regelmäßig eingesetzt und die Entwicklung der hinteren Gliedmaßen entladen (HLU) zu verstehen. Jedoch sind die nächsten Schritte in der Weltraumforschung jetzt zum Mars zu reisen, wo ist die Schwerkraft 38 % der Erdanziehungskraft. Da kein Mensch dieses Niveau der teilweisen Schwerkraft erlebt hat, ist ein nachhaltiges bodengebundenen Modell notwendig zu untersuchen, wie der Körper bereits durch die Verweildauer in der Schwerelosigkeit, beeinträchtigt auf diesem Teillast reagieren würde. Hier haben wir unsere innovativen teilweise tragende (PWB) Modell zu imitieren eine kurze Mission auf dem Mars zu beurteilen, die physiologischen Beeinträchtigungen in den hinteren Gliedmaßen Muskeln induziert durch zwei verschiedene Ebenen der reduzierten Schwerkraft in sequenzieller Weise angewendet. Dies könnte eine sichere, bodengestützte Modell, die Muskel-Skelett-Anpassungen an Schwerkraft Änderung zu studieren und wirksame Gegenmaßnahmen zur Erhaltung von Gesundheit und Funktion der Astronauten zu etablieren bieten.
Introduction
Außerirdische Ziele, einschließlich der Mond und Mars, die Zukunft der menschlichen Raumfahrt repräsentieren, aber beide haben deutlich schwächer Schwerkraft als die Erde. Während die Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf den Bewegungsapparat ausgiebig in Astronauten1,2,3,4,5 und Nagetiere6, untersucht wurden 7 , 8 , 9, etablierten Megalosauridae entladen (HLU) Model10, Letzteres ist sehr wenig über die Wirkung der Schwerkraft teilweise bekannt. Mars Schwerkraft ist 38 % der Erdoberfläche und diesem Planeten geworden im Mittelpunkt der langfristigen Exploration11; Daher ist es wichtig zu verstehen, die muskulären Veränderungen, die in dieser Umgebung auftreten können. Dazu entwickelten wir ein teilweise Gewicht tragen (PWB) System in Ratten12, basierend auf früheren Arbeit in Mäusen6,13, die mit Muskeln und Knochen Ergebnisse validiert wurde. Jedoch wird die Erforschung des Mars durch einen längeren Zeitraum der Schwerelosigkeit, vorausgehen, die nicht in unsere oben beschriebenen Modell12gerichtet war. Daher in dieser Studie verändert unser Modell um eine Reise zum Mars simulieren wir, bestehend aus einer ersten Phase des gesamten Megalosauridae entladen und unmittelbar gefolgt von einer zweiten Phase des teilweisen Gewichtsbelastung bei 40 % der normalen Belastung.
Im Gegensatz zu den meisten HLU Modellen wählten wir einen Becken-Gurt (basierend auf dem von Chowdhury Et Al.9beschrieben) verwenden anstatt einer Rute Suspension, Komfort der Tiere zu verbessern und sich nahtlos bewegen können und mühelos von HLU, PWB in wenigen Minuten. In Verbindung verwendeten wir die Käfige und Aussetzung Geräte, die wir zuvor entwickelt und12ausführlich beschrieben. Neben der Bereitstellung von zuverlässigen/konsistenten Daten, haben wir auch zuvor gezeigt, dass die festen Befestigungspunkt des Federungssystems in der Mitte des Stabes nicht verhindern, die Tiere dass von Bewegung, Pflege, Fütterung oder trinken. In diesem Artikel beschreiben wir wie Sie entladen der Tiere Hinterbeine (sowohl vollständig als auch teilweise), überprüfen ihre erzielten Schwerkraft-Ebenen, sowie wie funktional die resultierenden muskulären Veränderungen mit Griff bewerten Kraft und nass Muskelmasse. Dieses Modell wäre äußerst nützlich für Forscher versuchen, untersuchen die Folgen der teilweisen Schwerkraft (künstliche oder extra-terrestrial) auf einem bereits infizierten Muskel-Skelett-System, so dass sie zu untersuchen, wie Organismen anpassen teilweise Nachladen, und für die Entwicklung von Gegenmaßnahmen, die zur Erhaltung der Gesundheit während und nach der bemannten Raumfahrt entwickelt werden könnte.
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Protocol
Alle hier beschriebene Methoden wurden von den institutionellen Animal Care und Nutzung Committee (IACUC) des Beth Israel Deaconess Medical Center unter Protokoll-Nummer 067-2016 genehmigt.
Hinweis: Es werden männliche Wistar Ratten im Alter von 14 Wochen vor Behandlungsbeginn (Tag 0) verwendet. Ratten sind in benutzerdefinierten Käfige 24 h vor Grundlinie Akklimatisierung ermöglichen individuell untergebracht.
(1) Megalosauridae entladen
Hinweis: Das Becken Gurtzeug an narkotisierten oder wach Tieren einsetzbar. Hier ist die Beschreibung des Protokolls an narkotisierten Tieren gegeben. Tragen Sie geeigneten persönliche Schutzausrüstung (PSA), Tiere zu behandeln.
- Legen Sie die Ratte in eine Anästhesie-Box mit 3,5 % Isofluran und ein Sauerstoff-Flow von 2 L/min.
Hinweis: Richtige Anesthetization wird bestätigt, wenn eine feste Prise der hinteren Pfote keine Reaktion hervorrufen wird. - Sobald das Tier vollständig betäubt ist, legen Sie die Ratte auf der Bank mit betäubende Gas aus einem Nosecone mit 2 % Isofluran und eine Sauerstoffzufuhr von 1,5 L/min.
- Die Ratte in Bauchlage legen Sie und das Becken Gurtzeug auf in einer Rostro-kaudalen Bewegung.
- Biegung der Becken-Gurt ermöglichen einen gemütlichen passen, während Sie darauf achten, nicht drücken Sie vorsichtig die Hintergliedmaßen, Abschürfungen und Beschwerden zu verhindern.
- Legen Sie Edelstahlkette mit dem drehbaren Verschluss an die Spitze der Becken-Gurt, wo ein Haken an der Unterseite der Rute befestigt ist.
- Entfernen Sie die Ratte aus der Narkose und legen Sie das Tier in einem benutzerdefinierten Käfig mit der Kette verlängert ihr Maximum.
- Sobald die Ratte vollständig wach und mobil ist, kürzen Sie die Kette mit den oberen drehbaren Verschluss, bis die Hinterbeine nicht mehr den Boden erreichen können.
- Beobachten Sie das Tier für ein paar Minuten zu beurteilen, seinen Komfort und stellen sicher, dass zu allen Zeiten, beide Hinterbeine bleiben vollständig entladen.
(2) teilweise Gewichtsbelastung
Hinweis: Dieser Schritt kann bei wach und narkotisierten Tieren realisiert werden.
- Wandeln Sie die HLU Aufhängevorrichtung in PWB Aussetzung durch Hinzufügen das dreieckige Teil bestehend aus Edelstahl-Ketten und einem hinteren Stab.
- Betäuben Sie das Tier nach den gleichen Verfahren wie für die HLU (Schritte 1.1 und 1.2).
- Legen Sie eine Leine Jacke der entsprechenden Größe auf die Vorderbeine der Ratte (M für Ratten von 400 g oder niedriger, L für Ratten mit einem Gewicht von über 400 g) und schließen Sie es mit der Rückseite BH-Extender.
- Der Haken an der Rückseite BH-Extender und den gegenüberliegenden Verschluss auf den Haken an der Becken-Gurt an der Schwanzwurzel zuordnen Sie einen Verschluss der dreieckige Teil.
- Lassen Sie das Tier wieder aus der Narkose in den Käfig. Einmal wach, überprüfen Sie, ob die Aussetzung auf die Vorderbeine und die Hinterbeine gleich ist, durch die Verkürzung der Kette und Bearbeiten der Position der unteren Wirbel schließe, wenn nötig.
Hinweis: Dieser Schritt kann auch realisiert werden mit einer Kraftplatte, um die gleiche Belastung alle Gliedmaßen zu bestätigen. - Legen Sie die Ratte auf der Skala aufzunehmen "geladen" Körpergewicht, d.h. das Gewicht des Tieres und den gesamten Apparat, ohne die Kette zu verkürzen.
- Die Kette zu verkürzen, bis die Waage 40 % der "geladen" Körpergewicht und Aufzeichnung der erzielten zeigt Schwerkraft Ebene (ausgedrückt als das Verhältnis zwischen Leergewicht und geladenen Gewicht).
- Beobachten Sie das Tier, um sicherzustellen, dass das Leergewicht stabil ist und dass die Ratte auf alle Glieder gleich geladen ist.
- Den gesamten Apparat aus die Waage mit der Rute und die Ratte zurück in seinen Käfig.
3. Bewertung der Megalosauridae grip force
- Halten Sie die Ratte mit einem traditionellen Zurückhaltung, indem er eine Hand unter die Vorderbeine. Das Heck mit der zweiten Hand sanft zu halten.
- Nähern Sie sich den Haltebügel mit den hinteren Pfoten und stellen Sie sicher, dass beide Pfoten voll und ganz auf die Bar ruhen.
Hinweis: Wenn die Ratte die Bar nicht voll greifen oder keine Anzeichen zeigt für freiwillige greifen, lösen Sie leicht die Zurückhaltung. Wenn dies nicht erfolgreich ist, die Ratte zu seinem Käfig zurück und wiederholen Sie nach ein paar Minuten. - Ziehen Sie die Ratte gerade zurück, bis es seinen Griff freigibt. Notieren Sie die maximale Kraft auf den Aufnehmer angezeigt.
- Warten Sie ca. 30 s zwischen Messungen und wiederholen Sie den Test 3 Mal.
- Berechnen Sie den Mittelwert der drei Messungen für das scoring, um Müdigkeit zu berücksichtigen.
(4) Aufnahme des Muskels nasse Masse
- Legen Sie die Ratte in eine CO2 Euthanasie Kammer. Bestätigen Sie nach der entsprechenden Wartezeit nach IACUC und AVMA Richtlinien die Euthanasie durch eine visuelle Beobachtung eines Mangels an Atmung.
- Legen Sie die Ratte auf dem Seziertisch in Bauchlage und entfernen Sie das Fell und die Haut in der Nähe des Knöchels mit kleinen Dissektion Schere einritzen. Verwenden Sie Hände, um die Hautschicht abziehen.
- Mit kleinen Dissektion Schere, sanft brechen Sie die Muskel-Faszie und isolieren Sie die Kalkaneus Sehne zu.
Hinweis: Die Kalkaneus Sehne ist der Ansatzpunkt der Soleus und Gastrocnemius Muskeln. - Halten Sie die Kalkaneus Sehne mit einer kleinen Pinzette, verwenden Sie die Dissektion Schere, um Gastrocnemius und Soleus Muskeln von der Bizeps Femoris, oberhalb zu isolieren.
- Einmal isoliert, schneiden Sie den Ansatzpunkt der Gastrocnemius und Soleus Muskeln im Bereich der Kniekehle.
- Vorsichtig ziehen Sie den Soleus abseits der Gastrocnemius und durch Schneiden der Kalkaneus Sehne zu lösen.
- Legen Sie die Ratte in Rückenlage. Sorgfältig entfernen der Faszie und schälen die Tibialis anterior vom Knöchel in einer Aufwärtsbewegung.
- Schneiden Sie die Tibialis anterior an seine überlegene Befestigungspunkt.
- Notieren Sie die genaue nasse Masse des ausgeschnittenen Muskel mit einer geeichten Präzisionswaage und mit einem Gewicht von Boot.
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Representative Results
Die Vorteile der neuen Käfige, dass wir bereits entworfen und im Detail12beschrieben, wir ein Edelstahl-Kette-basierte Aufhängevorrichtung, die Megalosauridae entladen verwendet (HLU, Abb. 1) und teilweise tragende (PWB, eignet Abbildung 2). Der entscheidende Vorteil unseres Designs ist die Fähigkeit, von einer Art zur anderen in einer Angelegenheit von Minuten unter Beibehaltung einer identischen Umgebung für die Tiere entladen zu gehen. Wir haben einen maßgeschneiderten Becken-Gurt (Abbildung 2A), der die eine einzelne maßgeschneiderte Edelstahlkette mit einem drehbaren Verschluss auf jeder Seite für HLU zugeordnet ist. Um ändern diese Aufhängevorrichtung und PWB erzielen, ist die Zugabe von einem dreieckigen Stück Edelstahl-Kette, die einen starren zurück Stab, entworfen, um direkt über der Wirbelsäule (Abbildung 3) sitzen eingebaut die einzige Voraussetzung. Diese Schritte können in wach oder narkotisierten Tieren durchgeführt werden.
Mit dem vielseitigen Umfeld in diesem Experiment zur Verfügung gestellt konnten wir erfolgreich entladen die Megalosauridae aller unserer Tiere für 7 Tage ohne Komplikationen und schnell setzen sie auf eine partielle Schwerkraft bei 40 % ihrer normalen Laden (PWB40, Durchschnitt erreicht Schwerkraft-Niveau von 0,4076 g ± 0,0036 g). Während der ersten Woche des gesamten HLU Tiere angezeigt einen erheblichen Körper Gewichtsverlust (Abbildung 4A:-7.19 ± 0,87 %, n = 9, p < 0,001), die in anderen gezeugt worden hat14Modelle und unterscheidet sich nicht wesentlich von dem, was wir in beobachtet Ratten auf PWB40 für die gleiche Dauer ausgesetzt (-5.53 % ± 1,44 %, n = 10, p = 0,37). Aber Tiere weiter Gewicht zu verlieren, im Laufe der Zeit während der anschließend ans PWB40 (-9.06 % ± 1,35 % gegenüber dem Ausgangswert, p < 0,0001).
Megalosauridae Griffkraft ist ein Standardmaß der Muskelfunktion, die längs verwendet werden kann (Abbildung 4 b). Wir haben festgestellt, dass eine Woche der gesamten Entladung führte zu einem durchschnittlichen Rückgang der Griffkraft 50,16 % ± 4.10 % im Vergleich zum Ausgangswert (p < 0,0001). Nach einer anschließenden Woche teilweise Belastung bei 40 % der normalen Belastung, bemerkten wir keine Änderung hinsichtlich Griffkraft (-44.29 ± 4,67 % im Vergleich zum Ausgangswert, p < 0,0001). Zu allen Zeitpunkten, die prozentuale Veränderung im hinteren Pfote Griffkraft war signifikant unterschiedlich von den Steuerelementen Alter abgestimmt (p < 0,0001 für Tag 7 und Tag 14, n = 11). Darüber hinaus wir beobachtet, dass nach Abschluss des Studiums, Tiere, die unterzog sich total entladen gefolgt von teilweise tragende (HLU-PWB40) einen deutlich größeren Griff Kraft Verlust im Vergleich zu der PWB40 Gruppe angezeigt (p = 0,03).
Muskel nasse Masse war am Ende des Experiments aufgezeichnet und im Vergleich zu Daten erhalten, nach zwei Wochen der normalen Belastung oder zwei Wochen des PWB40 (Abbildung 4) und von unserer Gruppe12zuvor veröffentlichten Daten. Wir fanden, dass die PWB40 und HLU-PWB40 Gruppen deutlich niedriger feuchte Masse des Soleus (S), Gastrocnemius (G), und Muskeln Tibialis anterior (TA) als Alter abgestimmten Kontrollen (PWB100). In der Tat verzeichneten wir eine durchschnittliche Soleus Masse von 0,1681 g ± 0,007 g für unsere Tiere, die erheblich niedriger als die Ratten, PWB100 für 2 Wochen in unseren vorherigen Experimenten ausgesetzt war (-24.60 % ± 3,18 %, p < 0,0001). Für die Gastrocnemius verzeichneten wir einen nassen Durchschnittsmasse 2,192 g ± 0,096 g (-10.55 ± 3,93 %, p = 0,038 Vs PWB100) und einer nassen Masse von 0,759 g ± 0,029 g für den m. Tibialis anterior (-14.40 ± 3,27 %, p = 0,009 Vs PWB100). Während unserem Datensatz, dass hervorgehoben die Tiere ausgesetzt, ein Mars-Mission-Analogon (HLU-PWB100) hatten eine verminderte nasse Masse der Soleus und Gastrocnemius Muskeln im Vergleich zu den Tieren ausgesetzt PWB40 für 2 Wochen kontinuierlichen (-8.75 % ± 3.84 % und-5.85 % ± 4,14 % beziehungsweise), wir keinen signifikanten Unterschied zwischen diesen beiden Gruppen beobachten.
Abbildung 1: Beschreibung der Aussetzung Geräte und wie Konvertieren von HLU auf PWB. (A) auf der Grundlage unserer vorherigen Entwurf, wir nutzten einen Aluminiumstab sitzt oben auf den Käfig, eine stabile Suspension zu halten Gerät, bestehend aus einem Schlüsselring befestigt in der Mitte des Stabes (Pfeil 1), eine Kette aus Edelstahl (Pfeil 2), und zwei schwenkbar Verschlüsse (Pfeil 3). (B), konvertieren Sie die Aufhängevorrichtung um PWB, eine Dreiecksform Struktur zu erreichen ist mit der unteren Wirbel Verschluss befestigt. Dieses Stück besteht aus Edelstahl-Ketten und einer Polyvinylchlorid (PVC) zurück Rute, die über die Ratte Wirbelsäule (Pfeil 1) sitzt. Auf jeder Seite der hinteren Stange ist befindet sich einen Verschluss der Gurt und die Jacke bzw. befestigen (Pfeil 2). Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Abbildung 2: Hind Gliedmaßen entladen mit einem Becken-Gurt. (A) vorne und seitlich anzeigen Zeichnungen der Kabelbaum-Struktur verwendet, um den hinteren Gliedmaßen der Tiere zu unterstützen. (B) der Becken-Gurt wurde wie beschrieben angepasst Snuggly rund um den hinteren Gliedmaßen der Ratte positioniert. Die Edelstahl-Link ist über der Schwanzwurzel positioniert und an der drehbaren Verschluss befestigt. Die genaue Lage und Form des Gurtes können variieren zwischen Tieren aber Ratten sollte bequem sein und es ist notwendig, dass ihre Hinterbeine nie den Boden berühren. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Abbildung 3: teilweise Gewichtsbelastung. Teilweiser Entladung erfordert das Hinzufügen einer Jacke für das Tier um die vorderen Gliedmaßen zu unterstützen. Die Jacke wird mit einem hinteren BH-Extender geschlossen und ein Haken an den Extender, liegend zwischen die Schulterblätter befestigt ist. Die Jacke und der Becken-Gurt sind Spangen befindet sich an jedem Ende der hinteren Stange befestigt. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Abbildung 4: Beispiele für längs-Follow-up bei Tieren ausgesetzt sind, verschiedene entladen. (A) Körpergewicht (BW) ändern. Tiere wurden wöchentlich gewogen, ohne den Gurt oder Jacken und Körpergewicht aufgenommen wurde. PWB100 = teilweise Belastung bei normaler Belastung; PWB40 = teilweise Belastung bei 40 % der normalen Belastung; HLU-PWB40 = eine Woche der Megalosauridae entladen, gefolgt von einer Woche nach PWB40. Die Ergebnisse der Tukey post-hoc-Test nach einer 2-Fach gestapelt ANOVA als *: p < 0,05 **: p < 0,01 ***: p < 0,001 und ***: p < 0,0001 Vs PWB100. (B) Änderung der hinteren Pfote Griffkraft. Wöchentlich, hintere Pfote Griffkraft wurde gemessen und Ergebnisse wurden in prozentuale Veränderung gegenüber dem Ausgangswert für jedes Tier. Die Ergebnisse der Tukey post-hoc-Test nach einer 2-Fach gestapelt ANOVA als ***: p < 0,001 und ***: p < 0,0001 Vs PWB100, α: p < 0,05 Vs PWB40. (C) Muskel nasse Masse nach 14 Tagen. Muskel, den nassen Masse sofort nach Opfer 14 Tage auf eine Präzisionswaage aufgezeichnet wurde. Die Ergebnisse werden als Prozent der feuchten Masse in der Alter abgestimmt Kontrollgruppe (PWB100) erhalten. S = Soleus; G = Gastrocnemius; TA = m. Tibialis anterior. Die Ergebnisse der Tukey post-hoc-Test nach einem One-Way ANOVA als *: p < 0,05 **: p < 0,01 und ***: p < 0,0001 Vs PWB100. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
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Discussion
Dieses Modell stellt die erste bodengebundenen analog entwickelt, um aufeinander folgende mechanische entladen Ebenen untersuchen und zielt darauf ab, eine Reise zu imitieren und bleiben auf dem Mars.
Viele Schritte dieses Protokolls sind entscheidend für ihren Erfolg zu sichern und müssen genau untersucht werden. Erstens ist es entscheidend für das Wohlbefinden der Tiere zu überwachen und sicherzustellen, dass sie ein normales Verhalten (d. h. Aufgaben wie Essen, ausruhen und erforschen), besonders während der PWB-Staat stehen wo sie ein relativ normales behaupten physiologische Körperhaltung. Zweitens gilt es trotz der Höhe der PWB im Laufe der Zeit extrem stabil sein und erfordern minimale Benutzereingriffe12,14, erreichte teilweise schwere zur Minimierung von Variationen unter den Tieren aufnehmen. Darüber hinaus Wenn Tiere von total mechanische entladen, die teilweise schwere (PWB40) übergegangen sind, zeigen sie bereits erhebliche Muskelatrophie und Verlust der Funktion6,9,15, die Transient verursachen Schwierigkeiten bei der Wiederaufnahme der vierbeinigen Belastung Verhalten und führen zu einer kurzzeitigen unbeholfen Gang.
Aufgrund der Variablen Umgebung können mehrere Probleme entstehen und eng aufgenommen und behandelt sollte. Beispielsweise tritt eine flüssige Schicht HLU Zeitraum aufgrund der schrägen Position des Tieres, es ist zwar nicht bei PWB16anwesend. In einigen Fällen Fluid Umverteilung kann dazu führen, dass subtile Ödem am deutlichsten in das Gesicht oder den hinteren Pfoten, und verschwindet in der Regel innerhalb von Stunden nach Nachladen. Wir beraten Ermittler Tor den Schweregrad der Ödeme und täglich zu bewerten. Wenn schwere Ödeme mehr als 48 Stunden anhält, sollte das Experiment Tiere ausgeschlossen werden.
Während die Verwendung von einem Becken-Gurt zu den Tieren und mehr Komfort auf die Ermittler Komfort bietet, einige Tiere können gelegentlich, entweder ganz oder teilweise zu entkommen aus ihrem Gurtzeug während HLU oder PWB. Wir folgten das Ausschluss-Protokoll basiert auf die bisherige Arbeit in Mäusen6 , bei dem jedes Tier, das dreimal entweicht aus der Studie entfernt wird. Als Randbemerkung sind Fluchten extrem selten; in unserer Arbeit hatte weniger als 1 % der Tiere, die über eine 1-Jahres-Zeitraum (1 Tier aus 148 Tiere studiert) ausgeschlossen werden. Die tägliche Titration der PWB-Ebene ist ein entscheidender Augenblick, wo der Experimentator die Passform der Jacke und der Becken-Gurt sichern minimiert das Risiko einer Flucht. Bei der Begutachtung von Gewicht und Wohlbefinden der Tiere sollte täglich, besondere Berücksichtigung bei der Aufrechterhaltung der Becken-Gurt gelegt werden. Während ortsspezifische Haarausfall die häufigste Folge ist, Abrieb kann auftreten, wenn das Becken Gurtzeug beschädigt ist (d. h. gekaut). Wir raten Forscher überprüfen täglich den Kabelbaum Zustand und Ersetzen beschädigter Komponenten oder den gesamten Kabelbaum, wenn erforderlich, um das Aussehen der Haut Abrieb zu verhindern. Wohlbefinden sollte mindestens die folgenden Schritte umfassen: Überwachung von Körpergewicht, Porphyrie, Nahrungsaufnahme, Vorhandensein von Urin und Kot, Haarausfall, Haut Abrieb, Ödeme.
Die Tiere Klauen können auch gelegentlich in die Haken und Ösen Verschluss oder Tuch, daher ihr Gleichgewicht gefährden eingeschlossen werden. Eine einfache und effiziente Möglichkeit, dies zu verhindern ist sanft kürzen die Krallen in Narkose vor Platzierung der Jacke. Dieser Schritt kann wiederholt werden, wenn während des Studiums benötigt.
Besondere Aufmerksamkeit muss während des Übergangs von HLU PWB entrichten. Während wir beobachten, dass alle Tiere mit wenig Schwierigkeiten sofort nach Ihrem Eingang in PWB gehfähig sind, variiert die Menge an Zeit benötigt, um die gleiche Menge an Gewicht auf den vorderen und hinteren Gliedmaßen setzen bei Ratten. Wenn eine Ratte nicht relativ normalen Gang mit allen Gliedern in 24 h zeigen, empfehlen wir, dass es von der Studie ausgeschlossen werden sollte.
Dieses neuartige Modell entwickelt, um sequentielle Schwerkraft Umgebungen zu imitieren ist zuverlässig und nachhaltig im Laufe der Zeit. Jedoch einige Einschränkungen vorhanden und müssen noch behandelt werden. Erstens soll diese Kombination von Modellen nur die Änderungen in den hinteren Gliedmaßen der Tiere auftreten, wie die HLU Modell nur künstliche Schwerelosigkeit an den hinteren Gliedmaßen schafft zu beurteilen. Dieser bodengebundenen sequentielle HLU-PWB analog eignet sich deshalb nicht zu untersuchen, Vordergrund Gliedmaßen Veränderungen. Zweitens über die Frist von 14 Tagen angezeigt unsere Tiere eine kontinuierliche aber nicht lebensbedrohlich Masseverlust Ganzkörper-Hervorhebung der komplexen Nachjustierung der Ratten, die teilweise entladen (Abb. 4A). In unserem vorherigen PWB Modell Studie an Ratten Gewicht die Tiere ausgesetzt bei PWB40 und PWB20 für zwei Wochen einen bedeutenden Verlust über nur die ersten 7 Tage stellte und wieder später12. Dies war wahrscheinlich auf der Tatsache, dass die Ratten auf dem vierbeinigen entladen nach einer anfänglichen Phase der Anpassung einstellen konnten. Jedoch in dieser Studie, die Ratten nie vollständig angepasst an zwei verschiedenen Perioden von jeweils einer Woche entladen/teilweise-Nachladen wahrscheinlich erklären die anhaltende Gewichtsabnahme. Es wäre wichtig, diese Zeiten voller weiter auszudehnen und zu bestätigen, dass Tiere vollständig anpassen und in jede Umgebung niederlassen können teilweise entladen. Stress nicht in diesem Modell noch nicht ausgewertet wurden und leicht überwacht werden könnten, in Zukunft mit regelmäßigen Blutabnahme mit der Rute, die völlig zugänglich bleibt.
Unsere longitudinalen Bewertungen der Muskelfunktion und Muskel Masse zeigte, dass eine Woche der Megalosauridae Entladung verursacht einen enormen Rückgang der hinteren Pfote Griffkraft (Abbildung 4 b) mit einem von unseren Ratten eine 70 % ige Reduktion der Griffkraft ausstellen. Es überrascht nicht, nach 14 Tagen Tiere angezeigt einen deutlich geringeren Griffkraft als Tiere, die bis 14 Tage von PWB40 in unseren vorherigen Studie12 ausgesetzt worden waren, während die durchschnittliche Masse der Megalosauridae Muskeln nass nicht deutlich zwischen unterscheiden den PWB40 und HLU-PWB40 Gruppen, wir waren in der Lage, eine starke lineare Korrelation zwischen unseren 3 Gruppen (PWB100, PWB40 und HLU + PWB40) bezüglich der durchschnittlichen Soleus Masse (R2 = 0,92, p < 0,0001).
Diese Ergebnisse bestätigen das teilweise Laden nach einer mechanischen entladen Kompromisse Muskel Gesamtgesundheit mehr als was einen kontinuierlichen, aber stabilen Zeitraum von teilweiser Entladung beobachtet werden würde. Bis jetzt ist diese Wissenslücke nicht untersucht worden. Weitere Beurteilung dieses Phänomens sollte angestrebt werden, um wirksame Gegenmaßnahmen verhindern Muskel Dekonditionierung im Rahmen einer Mission zum Mond oder Mars zu entwickeln. Die Stärke unseres Modells liegt auch in seiner Vielseitigkeit, wie es für eine Vielzahl von verschiedenen Experimenten mit verschiedenen Grad der Entladung und für unterschiedlich lange Zeit ermöglicht.
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Disclosures
Die Autoren haben nichts preisgeben.
Acknowledgments
Diese Arbeit wurde unterstützt durch die National Aeronautics and Space Administration (NASA: NNX16AL36G). Autoren möchten Carson Semple danken für die Bereitstellung der Zeichnungen in dieser Handschrift enthalten.
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 |
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