Waiting
Login processing...

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

Behavior

Etterligne en romferd til Mars Hindlimb lossing og delvis vektbærende i rotter

Published: April 4, 2019 doi: 10.3791/59327

Summary

Bruker en nyskapende bakkebaserte analoge modell, er vi i stand til å simulere en romferd inkludert en tur til (0 g) og et opphold på Mars (0.38 g) i rotter. Denne modellen tillater en langsgående vurdering av fysiologiske endringer skjer under de to hypo-gravitasjons stadiene av oppdraget.

Abstract

Gnager bakkebaserte modeller er mye brukt til å forstå fysiologiske konsekvensene av space flight på fysiologiske systemet og har vært rutinemessig ansatt siden 1979 og utviklingen av hind lemmer lossing (HLU). Men omfatter de neste trinnene i romutforskning nå for å reise til Mars der tyngdekraften er 38% av tyngdekraften. Siden ingen menneske har opplevd dette nivået av delvis tyngdekraften, er en bærekraftig bakkebaserte modell nødvendig å undersøke hvordan kroppen, allerede svekket av tid brukt i mikrogravitasjon, ville reagere på denne delvis belastningen. Her brukte vi vår nyskapende delvis vektbærende (PWB) modell å etterligne et kort oppdrag og bo på Mars å vurdere fysiologiske nedskrivningen i hind lem muskler forårsaket av to ulike nivåer av redusert tyngdekraften brukes i sekvensiell måte. Dette kan gi en trygg, bakkebaserte modell til å studere de muskel tilpasninger til gravitasjonsakselerasjonen endring og effektive tiltak for å bevare astronautenes helse og funksjon.

Introduction

Utenomjordisk mål, inkludert månen og Mars, representerer fremtiden for menneskets plass leting, men begge har betydelig svakere tyngdekraften enn jorden. Mens konsekvensene av vektløshet på bevegelsesapparatet har vært grundig studert astronauter,1,,2,,3,,4,,5 og gnagere6, 7 , 8 , 9, sistnevnte takket være veletablerte hindlimb lossing (HLU) modell10, er svært lite kjent om effekten av delvis tyngdekraften. Mars gravitasjon er 38% av jordens og denne planeten har blitt fokus for langsiktig leting11; Derfor er det avgjørende å forstå de muskulære endringene som kan oppstå i denne innstillingen. Gjør utviklet vi et delvis bærer (PWB) system i rotter12, basert på tidligere arbeid utført på mus6,13, som ble validert bruke både muskler og bein resultat. Utforskningen av Mars vil imidlertid innledes med en lengre mikrogravitasjon, som ikke ble løst i våre tidligere beskrevet model12. Derfor i denne studien vi endret vår modell å etterligne en tur til Mars, består av en første fase av totalt hindlimb lossing og etterfulgt av en fase av delvis vekt bærende på 40% av normal lasting.

I motsetning til de fleste HLU modeller valgte vi å bruke en bekken sele (basert på beskrevet av Chowdhury et al.9) i stedet for en hale suspensjon å forbedre dyrenes komfort og kunne flytte sømløst og enkelt fra HLU til PWB i løpet av minutter. Sammen brukte vi bur og suspensjon enheter som vi tidligere utviklet og nøye beskrevet12. I tillegg til å gi pålitelig/konsekvent data, viste vi også tidligere at fast vedlegg poenget med bæresystem i sentrum av stangen ikke hindre dyrene fra flytting, grooming, mate eller drikke. I denne artikkelen vil vi beskrive hvordan losse dyrenes bakbeina (både fullstendig og delvis), bekrefte deres oppnådd tyngdekraften nivåer, så vel som hvordan å funksjonelt vurdere de resulterende muskel endringene ved hjelp av grep kraft og våt muskelmasse. Denne modellen vil være svært nyttig for forskere å undersøke konsekvensene av delvis tyngdekraften (kunstig eller utenomjordisk) på en infisert bevegelsesapparatet, dermed tillater dem å undersøke hvordan organismer tilpasse seg delvis omlasting, og for utvikling av mottiltak som kunne utvikles for å opprettholde helse under og etter bemannet romfart.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Alle metodene som er beskrevet her ble godkjent av institusjonelle Animal Care og bruk Committee (IACUC) av Beth Israel Medical Center diakonale under Protokollnummer 067-2016.

Merk: Mannlige Wistar rotter alderen 14 uker ved baseline (dag 0) brukes. Rotter er plassert enkeltvis i egendefinert burene 24 timer før planlagt å tillate acclimation.

1. Hindlimb lossing

Merk: Bekken selen kan settes på enten bedøvet eller våken dyr. Her er beskrivelsen av protokollen gitt på bedøvet dyr. Bruke riktig personlig verneutstyr (PVU) å håndtere dyr.

  1. Sett rotta i en bedøvelse boks med 3,5% isoflurane og en oksygen på 2 L/min.
    Merk: Riktig anesthetization bekreftes når en fast klype bakre labben ikke framprovosere en reaksjon.
  2. Når Dyret er fullt anesthetized, plassere rotta på benken med bedøvende gass kommer fra en nosecone med 2% isoflurane og en oksygen på 1,5 L/min.
  3. Plassere rotta i en utsatt posisjon og oppføre bekken selen i en rostro-caudal bevegelse.
  4. Forsiktig bøy bekken selen å gir en koselig plass samtidig forsiktig ikke presse hindlimbs å hindre slitasje og ubehag.
  5. Legge rustfritt stål kjede med swivel låsen til toppen av bekken selen, der en krok legges ved foten av halen.
  6. Fjern rotta bedøvelsen og plassere dyret i en egendefinert bur med kjeden utvidet til et maksimalt.
  7. Når rotta er fullt våken og mobil, forkorte kjeden med topp swivel låsen til bakbeina kan ikke lenger komme på gulvet.
  8. Observere dyr i noen minutter å vurdere sin komfort og sørge for at hele tiden, både bakbeina er helt lastet ut.

2. delvise vekt bærende

Merk: Dette trinnet kan realiseres i både våken og bedøvet dyr.

  1. Konvertere HLU suspensjon enheten til en PWB suspensjon ved å legge til delen trekant-formede består av rustfritt stål kjeder og tilbake stang.
  2. Bedøve dyret etter den samme fremgangsmåten som HLU (trinn 1.1 og 1.2).
  3. Plasser en tjore jakke riktig papirstørrelse på forelimbs av rotte (M for rotter på 400 g eller lavere L for rotter veier over 400 g) og lukk det ved hjelp av tilbake BH extender.
  4. Knytte en lås av trekant-formet på kroken på tilbake BH forlenger og motsatt låsen på kroken på bekken selen ved foten av halen.
  5. Tillate dyr å gjenopprette fra anestesi i buret. Når våken, kontroller at suspensjon er lik på begge forelimbs og av hindlimbs ved forkortelsen kjeden og endre plasseringen av bunnen swivel låsen hvis nødvendig.
    Merk: Dette trinnet kan også bli realisert ved hjelp av en kraft plate for å bekrefte lik lasting på alle lemmer.
  6. Sett rotta på skalaen registrere "lastet" kroppsvekten, dvs. vekten av dyret og hele apparatet, uten forkortelse kjeden.
  7. Forkorte kjeden til skalaen viser 40% av "lastet" kroppsvekt og post oppnådd tyngdekraften nivå (uttrykt som forholdet mellom losset vekt og lastet vekt).
  8. Observere dyret å sikre at den losset vekten er stabil og at rotta er like lastet på alle lemmer.
  9. Fjern hele apparatet fra skalaen bruker stangen og plasser rotta tilbake i buret sitt.

3. vurdering av hindlimb grep kraft

  1. Avholde rotta med en tradisjonell selvbeherskelse ved å plassere en hånd under forelimbs. Hold halen med den andre hånden.
  2. Tilnærming grep baren med bakre labber og sørge for at begge to paws fullt hviler på linjen.
    Merk: Hvis rotta ikke fullt ut grip bar eller viser ikke noen bevis for frivillig gripende, løsne tilbakeholdenhet. Hvis dette mislykkes, returnere rotta til buret sitt og prøv på nytt etter noen minutter.
  3. Trekk forsiktig rotta rett tilbake til utgivelser grepet. Registrere maksimal kraft vises på svingeren.
  4. Vent ca 30 s mellom mål og Gjenta testen 3 ganger.
  5. Beregne gjennomsnittet av de tre målene for scoring, kontoen for tretthet.

4. opptak av muskel våt masse

  1. Sted rotta inne en CO2 euthanasia kammer. Etter venter riktig tidspunkt etter IACUC og AVMA retningslinjer, Bekreft euthanasia ved en visuell observasjon av en mangel på pust.
  2. Plasser rotta i tabellen disseksjon i en utsatt posisjon og fjerne det fur og hud ved incising nær ankelen med små disseksjon saks. Bruk hendene til å trekke huden laget av.
  3. Bruker små disseksjon saks, forsiktig bryte muskel fascia og isolere calcaneus sene.
    Merk: Calcaneus sene er vedlegg poenget med både soleus og gastrocnemius musklene.
  4. Hold calcaneus senen med et lavt par pinsett og bruke disseksjon saksen isolere gastrocnemius og soleus musklene fra biceps femoris, over.
  5. Isolerte kuttet vedlegg poenget med gastrocnemius og soleus musklene i femoral området.
  6. Forsiktig trekk soleus fra gastrocnemius og fjerne dem ved å kutte calcaneus sene.
  7. Sett rotta i supine posisjon. Nøye fjerne fascia og Skrell tibialis fremre fra ankelen i en oppadgående bevegelse.
  8. Klipp tibialis fremre på sin overlegne festepunkt.
  9. Registrere nøyaktig våt masse hver forbrukeravgift muskel ved hjelp av en tared precision skala og veiing båt.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Dra nytte av nye merdene at vi tidligere designet og beskrevet i detalj12, vi brukte en rustfritt stål kjede-baserte suspensjon enhet som passer for både hindlimb lossing (HLU, figur 1) og delvis vektbærende (PWB, Figur 2). Den viktige fordelen av våre design er muligheten til å gå fra én lossing den andre i løpet av minutter samtidig opprettholde et identisk miljø for dyrene. Vi brukte en skreddersydd bekken sele (figur 2A) som er knyttet til en enkelt skreddersydd rustfritt stål kjede med en swivel låsen på hver side for HLU. For å endre hjuloppheng enheten og oppnå PWB, er tillegg av en trekant-formet stykke rustfritt stål kjede som en fleksibel tilbake stang, designet til å sitte rett over ryggraden (Figur 3) det eneste kravet. Denne fremgangsmåten kan utføres i våken eller bedøvet dyr.

Med allsidige miljøet i dette eksperimentet, kunne vi med hell fjerne hindlimb alle våre dyr for 7 dager uten noen komplikasjoner og raskt utsette dem for en delvis tyngdekraften på 40% av deres normal lasting (PWB40, gjennomsnittlig oppnådde tyngdekraften nivå av 0.4076 g ± 0.0036 g). Under den første uken i total HLU, dyr vist en betydelig kropp vekttap (figur 4A:-7.19 ± 0.87%, n = 9, p < 0,001), som har vært vitne til i andre modeller14, og ikke avvike betydelig fra det vi observert i rotter utsatt på PWB40 for samme varighet (-5.53 ± 1,44%, n = 10, p = 0,37). Dyr fortsatte å miste vekt over tid mens senere blir utsatt for PWB40 (-9.06% ± 1.35 fra grunnlinjen, p < 0,0001).

Hindlimb grep er en standard måleenhet for muskel funksjon som kan brukes langs (figur 4B). Vi la merke til at en uke av totale lossing førte til en gjennomsnittlig nedgang i grep kraft 50.16 ± 4.10% sammenlignet med planlagte (p < 0,0001). Etter en påfølgende uke delvis vekt peiling på 40% av normal lasting, vi fikk ikke se noen ytterligere endring om krefter (-44.29 ± 4.67% i forhold til grunnlinjen, p < 0,0001). På alle tidspunkt, prosentendring i bakre pote krefter var svært forskjellig fra alder-matchet kontrollene (p < 0,0001 både dag 7 og dag 14, n = 11). I tillegg vi observert at etter ferdigstillelse av studien, dyr som gjennomgikk totale lossing etterfulgt av delvis vektbærende (HLU-PWB40) vises en betydelig større grep force tap i forhold til gruppen PWB40 (p = 0,03).

Muskel våt masse ble registrert ved slutten av forsøket og sammenlignet data innhentet etter to uker med normal lasting eller to uker med PWB40 (figur 4C) og tidligere publisert av vår gruppe12. Vi fant at gruppene PWB40 og HLU-PWB40 har betydelig lavere våt masse soleus (S), gastrocnemius (G), og tibialis fremre (TA) muskler enn alder-matchet kontroller (PWB100). Faktisk vi registrerte en gjennomsnittlig soleus masse 0.1681 g ± 0.007 g for våre dyr som var betydelig lavere enn rotter utsatt for PWB100 for 2 uker i vår forrige eksperimenter (-24.60 ± 3,18%, p < 0,0001). For gastrocnemius, vi registrerte en gjennomsnittlig våt masse 2.192 g ± 0.096 g (-10.55 ± 3.93%, p = 0.038 vs PWB100) og våt masse 0.759 g ± 0.029 g for tibialis i fremre (-14.40 ± 3,27%, p = 0.009 vs PWB100). Mens våre datasett fremhevet at dyrene utsatt for en Mars-mission analog (HLU-PWB100) hadde en redusert våt masse soleus og gastrocnemius musklene sammenlignet med dyrene utsatt for PWB40 i 2 sammenhengende uker (-8.75 ± 3.84% og-5.85% ± 4.14%, henholdsvis) observerer vi ikke en betydelig forskjell mellom disse to gruppene.

Figure 1
Figur 1: beskrivelse av suspensjon enhetene og konvertere fra HLU til PWB. (A) basert på vår forrige design, vi brukte en aluminium stang sitter på toppen av byrået å holde en jevn suspensjon enhet består av en nøkkel ring sikret i sentrum av stangen (pil 1), en rustfritt stål kjede (pil 2), og to sving hekter (piler 3). (B) å konvertere suspensjon enheten for å oppnå PWB, en trekant-figuren struktur er festet med bunnen swivel låsen. Denne delen består av rustfritt stål kjeder og polyvinylklorid (PVC) tilbake stang det sitter over rottas ryggraden (pil 1). På hver side av baksiden stangen er plassert et lås å knytte til selen og jakken, henholdsvis (pil 2). Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 2
Figur 2: Hind lem lossing benytter en bekken seletøy. (A) Front og side vise tegninger av sele brukes til å støtte bakbeina av dyrene. (B) bekken selen var plassert som passer snuggly rundt bakbeina av rotte. Koblingen rustfritt stål er plassert over bunnen av halen og festet til swivel låsen. Nøyaktig plassering og formen på selen kan variere mellom dyr men rotter bør være komfortabel og det er nødvendig at deres bakbeina aldri berøre bakken. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 3
Figur 3: delvis vekt bærende. Den delvis lossing krever tillegg av en jakke til dyret for å støtte foran lemmer. Jakken lukkes deretter med en tilbake BH forlenger og en krok er koblet til Extender-enheten, mellom scapulae. Både jakken og bekken selen er knyttet til hekter på hver ende av tilbake stangen. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 4
Figur 4: eksempler på langsgående oppfølging i dyr utsatt for ulike lossing nivåer. (A) kroppen vekt (BW) endring. Dyrene ble veid ukentlig uten sele eller jakker og kroppen vekt ble registrert. PWB100 = delvis vektbærende ved normal lasting; PWB40 = delvis vektbærende på 40% av normal lasting; HLU-PWB40 = en uke av hindlimb lossing etterfulgt av en uke med PWB40. Resultatene av Tukey's post hoc test etter en 2-veis stablet ANOVA presenteres som *: p < 0,05, **: p < 0,01, ***: p < 0,001, og ***: p < 0,0001 vs PWB100. (B) endring i bakre pote krefter. Ukentlig og -labben krefter ble målt og resultater ble uttrykt i prosent endring fra baseline for hvert dyr. Resultatene av Tukey's post hoc test etter en 2-veis stablet ANOVA presenteres som ***: p < 0,001 og ***: p < 0,0001 vs PWB100, α: p < 0,05 vs PWB40. (C) muskel fukt masse etter 14 dager. Muskel våt massen ble innspilt i presisjon skala umiddelbart etter offer i 14 dager. Resultatene presenteres som prosent av våt massen innhentet i alder-matchet kontrollgruppen (PWB100). S = Soleus; G = Gastrocnemius; TA = Tibialis i fremre. Resultatene av Tukey's post hoc test etter en enveis ANOVA presenteres som *: p < 0,05, **: p < 0,01, og ***: p < 0,0001 vs PWB100. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Denne modellen presenterer den første bakkebaserte analogt utviklet for å undersøke suksessive mekanisk lossing nivåer og mål å etterligne en tur til og bo på Mars.

Mange skritt i denne protokollen er avgjørende for å sikre suksessen og må undersøkes nøye. Først er det avgjørende å overvåke velvære hos dyr og sikre at de opprettholder en normalt (dvs. utfører oppgaver som spiser, hvile og utforske), særlig under PWB staten der de opprettholde en relativt vanlig fysiologiske holdning. Andre, til tross for nivået på PWB å være ekstremt stabil over tid og krever minimal brukerinngripen12,14, er det viktig å registrere oppnådd delvis tyngdekraften for å minimere variasjoner blant dyr. I tillegg når dyr er overført fra total mekanisk lossing til delvis tyngdekraften (PWB40), viser de allerede betydelig muskelatrofi og tap av funksjon6,9,15, som kan føre til midlertidig vanskeligheter fortsette quadrupedal vektbærende atferd og føre til en kortvarig klosset gangart.

På grunn av variabel miljøet, kan flere problemer oppstå og bør nøye registrert og adressert. For eksempel oppstår en væske forskyvning under HLU periode på grunn av skrå plasseringen av dyret, mens det ikke er under PWB16. I noen tilfeller væske Redistribusjon kan føre subtile ødem mest merkbar i ansiktet eller bakside paws, og vanligvis forsvinner i timene etter omlasting. Vi anbefaler etterforskerne å score alvorlighetsgraden av ødem og vurdere det daglig. Hvis alvorlig ødem fortsetter mer enn 48 timer bør dyr ekskluderes fra eksperimentet.

Mens bruken av bekken sele gir komfort til dyrene og enkelt å etterforskeren, noen dyr kan, fra tid til annen, enten helt eller delvis flykte fra sine sele under HLU eller PWB. Vi fulgte Utelatelsesprotokoll basert på tidligere arbeid i mus6 der alle dyr som unnslipper tre ganger fjernes fra studien. Som en side note er rømming svært sjeldne; i vårt arbeid hadde mindre enn 1% av dyr skal utelates over en periode på 1 år (1 dyr av 148 dyr studerte). Daglig Serine PWB nivået er et avgjørende øyeblikk der eksperimentator kan sikre den tettsittende passformen jakken og bekken selen, derfor minimeres risikoen for rømning. Samtidig vurdere dyrene vekt og velvære bør daglig, spesielle hensyn settes i vedlikehold av bekken selen. Mens områdespesifikke Hårtap er den vanligste konsekvensen, slitasje kan vises hvis bekken selen er skadet (dvs. tygget). Vi anbefaler forskere til å sjekke daglig betingelsen sele og erstatte komponenter når skadet eller hele selen når nødvendig for å hindre at huden slitasje. Velvære bør minst inkludere følgende: overvåking av kroppsvekt, porfyri, matinntaket, tilstedeværelse av urin og avføring, håravfall, hud slitasje, ødem.

Dyrenes klør kan også noen ganger bli fanget i krok og loop lås eller klut, derfor går ut balansen. En enkel og effektiv måte å hindre at dette skjer er forsiktig trimme klørne under anestesi før du plasserer jakken. Dette trinnet kan gjentas når nødvendig i løpet av studiet.

Spesiell oppmerksomhet må betales under overgangen fra HLU til PWB. Mens vi observert at alle dyrene er kjøpedyktig gå med lite problemer umiddelbart etter blir plassert i PWB, variert tiden nødvendig å legge samme mengde vekt på både forsiden og bakbeina blant rotter. Hvis en rotten ikke har viser relativt normal gange med alle lemmer i 24 timer, anbefaler vi det bør utelukkes fra studien.

Denne romanen modellen designet for å etterligne sekvensiell gravitasjons miljøer er pålitelig og bærekraftig over tid. Imidlertid noen begrensninger finnes og ennå tas. Først er denne kombinasjonen av modeller bare utformet å vurdere endringer forekommer i bakbeina av dyrene som HLU modellen bare skaper kunstig mikrogravitasjon på bakre lemmer. Derfor denne bakkebaserte sekvensiell HLU-PWB analog er ikke egnet til å undersøke forgrunnen lemmer endringer. For det andre, i 14-dagers periode, dyr vises kontinuerlig men ikke-livstruende tap av hele kroppen masse fremhever den komplekse omstilling av rottene å delvis lossing (figur 4A). I vår forrige PWB rotte modell studie vekt dyrene eksponert på PWB40 og PWB20 for to uker presentert betydelig tap bare de første 7 dagene og gjenvunnet senere12. Dette var sannsynligvis skyldes at rottene var å justere quadrupedal lossing etter en innledende periode på tilpasning. Men i denne studien, rotter aldri helt tilpasset de to forskjellige lossing/delvis-omlasting periodene på en uke hver, trolig forklarer den vedvarende vekttap. Det ville være viktig å fremme forlenge disse periodene av full og delvis-lossing å bekrefte at dyr kan fullt tilpasse og bosette seg i hvert miljø. Stress har ikke blitt evaluert i denne modellen ennå og kan lett overvåkes i fremtiden bruke vanlig blod prøvetaking med halen er helt tilgjengelig.

Våre langsgående vurderinger av muskel funksjon og muskel masse viste at en uke av hindlimb lossing forårsaket en enorm nedgang i bakre pote krefter (figur 4B) med en av våre rotter viser en 70% reduksjon i krefter. Ikke overraskende, etter 14 dager, dyr vises en betydelig lavere krefter enn dyr som hadde vært utsatt for 14 dager etter PWB40 i vår forrige studie12 mens gjennomsnittet våt masse hindlimb musklene ikke avvike betydelig mellom de PWB40 og HLU-PWB40 grupper, vi klarte å etablere en sterk lineær sammenheng blant våre 3 grupper (PWB100, PWB40 og HLU + PWB40) om den gjennomsnittlige soleus masse (R2 = 0,92, p < 0,0001).

Disse resultatene bekrefter det delvis innlasting etter en total mekanisk lossing kompromisser muskel helse mer enn det ville være observert i en kontinuerlig men stabil periode delvis lossing. Inntil nå har det ikke blitt undersøkt dette gapet i kunnskap. Videre vurdering av dette fenomenet kompetansesentre for å utvikle effektive tiltak forebygge muskel deconditioning i sammenheng med et oppdrag til månen eller Mars. Styrken i vår modell ligger også i allsidigheten som gjør det mulig for en rekke forskjellige eksperimenter med flere grader av lossing og varierende lengde av tid.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne ikke avsløre.

Acknowledgments

Dette arbeidet ble støttet av National Aeronautics and Space Administration (NASA: NNX16AL36G). Forfattere ønsker å takke Carson Semple for å gi tegningene i dette manuskriptet.

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

Atferd problemet 146 romferd delvis tyngdekraften Mars hind lem lossing delvis vektbærende muskel
Etterligne en romferd til Mars Hindlimb lossing og delvis vektbærende i rotter
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