Summary
Yenilikçi bir yere tabanlı analog modeli kullanarak, biz (0 g) bir gezi ve bir konaklama Mars (0.38 g) de, fareler gibi bir boşluk göreve simüle etmek edebiliyoruz. Bu modeli görevi iki hipo-çekim aşaması sırasında meydana gelen fizyolojik değişiklikler boyuna bir değerlendirmesine olanak sağlar.
Abstract
Kemirgen yer temelli modelleri alan fizyolojik sonuçlarını fizyolojik sistemde uçuş ve 1979 yılından bu yana düzenli olarak istihdam ve hind gelişimi uzuv boşaltma (HLU) anlamak için yaygın olarak kullanılır. Ancak, uzay araştırmaları şimdi sonraki adımda yerçekimi Dünya'nın yerçekimi % 38 nerede Mars'a seyahat için ekleyin. Bu yana hiçbir insan kısmi yerçekimi bu düzeyde yaşadı, sürdürülebilir bir yer temelli model vücut zaten mikrogravite içinde harcanan zaman tarafından bozulmuş, bu kısmi yük nasıl tepki vereceğini araştırmak gereklidir. Burada, bizim yenilikçi kısmi ağırlık taşıyan (PWB) model kısa bir görev taklit ve düşük yerçekimi sıralı biçimde uygulanan iki farklı düzeyde tarafından indüklenen arka bacak kasları fizyolojik bozukluklar değerlendirmek için Mars üzerinde kalmak için kullanılır. Bu kas-iskelet uyarlamalar yerçekimi değiştirmek için çalışma ve astronotların sağlık ve işlev korumak için etkili önlemler kurmak için bir güvenli, yer temelli model sağlayabilir.
Introduction
Dünya dışı hedefleri, ay ve Mars, dahil olmak üzere insan uzay araştırmaları geleceği temsil, ama her ikisi de önemli ölçüde zayıf yerçekimi dünya daha var. Kas-iskelet sistemi üzerinde ağırlıksız sonuçlarını kapsamlı astronotlar1,2,3,4,5 ve kemirgenler6, incelenmiştir iken 7 , 8 , 9, ikinci sayesinde köklü hindlimb boşaltma (HLU) model10, kısmi yerçekimi etkileri hakkında çok az bilinmektedir. Mars yerçekimi Dünya'nın % 38 ve bu gezegen uzun vadeli keşif11odak noktası haline gelmiştir; Bu nedenle, bu ayarda oluşabilecek kas değişiklikleri anlamak çok önemlidir. Bunu yapmak için bir kısmi ağırlığı (PWB) taşıyan sistem sıçan12hangi kas ve kemik sonuçları kullanarak doğrulandı fareler6,13' te, önceki işin temel ' geliştirdi. Ancak, Mars keşif bizim yukarıda açıklanan model12' giderilmeyen mikrogravite uzun bir süre önünde. Bu nedenle, bu çalışmada biz Mars bir turu taklit etmek için bizim modeli değiştirilmiş, toplam hindlimb boşaltma ilk aşaması oluşur ve normal yükleme % 40'ını, kısmi ağırlık taşıyan ikinci faz tarafından hemen ardından.
En HLU modelleri farklı olarak (Chowdhury vd.9' da açıklanan bağlı olarak) bir pelvik koşum takımı bir kuyruk süspansiyon hayvanların konfor geliştirmek ve sorunsuz bir şekilde hareket edebilmek için yerine ve zahmetsizce HLU PWB için birkaç dakika seçtik. Birlikte, biz kafesleri ve daha önce geliştirilen ve geniş biçimde anlatılmıştır12süspansiyon cihazlar kullanılır. Güvenilir/tutarlı veri sağlamaya ek olarak, biz de daha önce sabit eki noktası çubuk Merkezi süspansiyon sisteminin taşımasını, bakım, besleme veya içme hayvanlar önlemek değil gösterdi. Bu makalede, nasıl (tamamen ve kısmen) hayvanların arka bacaklarda kaldırma, işlevsel olarak tutuş kullanarak elde edilen kas değişiklikler değerlendirmek için kuvvet ıslak kütle kas ve nasıl onların elde yerçekimi, de doğrulayın anlatacağım. Bu model zaten güvenliği aşılan bir kas-iskelet sistemi üzerinde kısmi yerçekimi (yapay veya Extra-Terrestrial) sonuçlarını araştırmak isteyen araştırmacılar böylece onları nasıl organizmalar uyum araştırmak izin için son derece yararlı olacaktır Kısmi yeniden yükleme ve sırasında ve sonrasında insan uçuşunda sağlığını korumak için geliştirilebilir karşı önlemler geliştirilmesi için.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Tüm yöntem tanımlamak burada protokol numarası 067-2016 altında kurumsal hayvan bakım ve kullanım Komitesi (IACUC) Beth Israel Deaconess Tıp Merkezi tarafından kabul edildi.
Not: temel (0 gün) adlı 14 hafta fareler yaşlı erkek Wistar kullanılır. Fareler tek tek özel kafesleri 24 saat önceden temel calıştıkları için izin vermek için yerleştirilmiştir.
1. Hindlimb boşaltma
Not: Pelvik koşum takımı imzalat ya da uyanık hayvanlar üzerinde koyabilirsiniz. Burada, protokol açıklaması imzalat hayvanlar üzerinde verilir. Uygun kişisel koruyucu ekipman (PPE) hayvanlar işlemek için giymek.
- Fareyi % 3,5 isoflurane ve 2 L/min bir oksijen akışı bir anestezi kutusu yerleştirin.
Not: arka pençe sağlam bir tutam bir tepki temin etmez zaman uygun anesthetization doğrulandı. - Bir kez belgili tanımlık hayvan tam anestezi, fareyi bankta anestezik gaz nosecone % 2 isoflurane ve 1, 5 L/min bir oksijen akışı ile gelen yerleştirin.
- Fareyi yüzükoyun sígara yerleştirin ve rostro Kaudal hareketinde pelvik koşum takımı giy.
- Yavaşça bend dikkatli olurken pelvik koşum bir rahat sağlamak için uygun değil abrazyon ve rahatsızlık önlemek için hindlimbs sıkmak.
- Paslanmaz çelik zincir döner toka ile pelvik koşum bir kanca kuyruk tabanında nereye bağlı, üst iliştirin.
- Fareyi anesteziden çıkarın ve onun en yüksek seviyede genişletilmiş zinciri ile özel bir kafes içinde hayvan yerleştirin.
- Bir kez tam olarak uyanık ve mobil faredir, hind bacaklarda artık yere ulaşana kadar üst döner toka kullanarak zinciri kısaltın.
- Tamamen boş kalır hayvan onun konfor değerlendirmek ve bu kez, her iki arka bacaklarda hiç emin olmak bir kaç dakikalığına gözlemlemek.
2. kısmi ağırlık taşıyan
Not: Bu adımı uyanık ve imzalat hayvanlarda gerçekleştirilebilir.
- HLU süspansiyon aygıt PWB süspansiyon arka paratoner ve paslanmaz çelik zincir oluşan üçgen şeklindeki bölüm ekleyerek dönüştürmek.
- HLU (Adım 1.1 ve 1.2) için aynı yordamları detaylı olarak takip hayvan anestezi.
- Uygun büyüklükte bir urgan ceket ön ayakları sıçan (400 g veya alt, L 400 gr ağırlığında fareler için fareler için M) yerleştirin ve arka sutyen extender kullanarak kapatın.
- Üçgen şeklindeki Bölümü'nün bir toka arka sutyen extender ve ters toka pelvik koşum takımı kuyruk dibinde bulunan kanca üzerinde bulunan kanca iliştirin.
- Hayvan içinde belgili tanımlık kafes anestezi kurtarmak izin verir. Sonra uyanık, süspansiyon zincir kısalma ve gerekirse alt döner toka konumunu değiştirme ön ayakları ve hindlimbs üzerinde eşit olduğundan emin olun.
Not: Bu adım tüm uzuvların üzerinde eşit yükleme onaylamak için bir kuvvet plaka kullanılarak da gerçekleştirilebilir. - Yani, "yüklü" vücut ağırlığı kaydetmek için ölçek ağırlığı hayvan ve tüm cihazları, üzerine fare zinciri kısaltma olmadan yerleştirin.
- Ölçek "yüklü" vücut ağırlığı ve kaydı elde % 40'ını görüntüleyinceye kadar zinciri kısaltmak yerçekimi düzeyi (boş ağırlığı ve yüklü ağırlığı arasındaki oran olarak ifade edilir).
- Boş ağırlığı kararlı ve fare aynı derecede tüm uzuvların yüklenir emin olmak için hayvan gözlemlemek.
- Çubuk kullanarak ölçeğin tüm cihazları çıkarın ve fareyi onun kafes geri yerleştirin.
3. hindlimb değerlendirilmesi kavrama gücü
- Geleneksel bir kısıtlama fareyle ön ayakları altında bir el koyarak tutun. Yavaşça ikinci el ile kuyruk tutun.
- Arka pençeleri olan tutuş çubuk yaklaşım ve her iki pençeleri tam çubuğunda bulunmadığından emin olun.
Not: fare tam bar kavrama değil veya gönüllü sürükleyici herhangi bir kanıt görüntülemez, biraz kısıtlama bırakın. Bu başarısız olursa, fareyi onun kafes dönmek ve birkaç dakika sonra yeniden deneyin. - Yavaşça geri onun kavrama bültenleri kadar fareyi düz çekin. Dönüştürücü üzerinde görüntülenen maksimal kuvvet kaydedin.
- Bekle yaklaşık 30 s ölçümler ve tekrar testi 3 kez arasında.
- Yorgunluk için hesabına puanlama için üç ölçüm ortalamasını hesaplamak.
4. kayıt kas kütlesi ıslak
- Fareyi bir CO2 ötenazi odaya koyun. IACUC ve travma yönergelere uygun saat bekledikten sonra ötenazi nefes eksikliği görsel bir gözlem tarafından onaylayın.
- Fareyi yüzükoyun diseksiyon tabloda yer ve çıkarmak belgili tanımlık kürk ve deri küçük diseksiyon makası kullanarak ayak bileği incising tarafından. Cilt katman yapmak için elini kullan.
- Küçük diseksiyon makası kullanarak, yavaşça kas fasya kırmak ve calcaneus tendon yalıtır.
Not: Calcaneus tendon eki soleus ve gastroknemius kas noktasıdır. - Calcaneus tendon cımbız küçük bir çift ile tutarak, diseksiyon makası gastroknemius ve soleus kas pazı kemiği, yukarıda yer alan gelen belirlemek için kullanın.
- Bir zamanlar eki noktası popliteal bölgede gastroknemius ve soleus kaslarının kesti.
- Yavaşça gastroknemius uzak soleus çekin ve onları calcaneus tendon keserek ayırmak.
- Fareyi sırtüstü pozisyonda yerleştirin. Dikkatle fasya kaldırmak ve yukarı doğru bir hareket içinde ayak bileği ön tibialis soyma.
- Tibialis anterior onun üstün eki noktada kesmek.
- Bir şeytan hassas ölçek ve tartı tekne kullanarak her eksize kas tam ıslak kitle kaydedin.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Çekici avantaj-in yeni kafes biz önceden tasarlanmış ve ayrıntı12' açıklanan, kullandığımız hindlimb boşaltma (HLU, şekil 1) ve kısmi ağırlık taşıyan (PWB, için uygun olan bir paslanmaz çelik askı zinciri tabanlı aygıt Şekil 2). Bizim tasarım kritik avantajı diğer birkaç dakika süre aynı ortamda hayvanlar için paraca desteklemek için boşaltma türünden diğerine gitmek için yeteneğidir. Biz bir tek özel paslanmaz çelik zincir her iki tarafında bir döner toka ile HLU için bağlı olduğu özel yapım bir pelvik koşum (şekil 2A) kullanılır. Bu süspansiyon aygıtı değiştirmek ve PWB ulaşmak için omurga (şekil 3) sadece oturmak için tasarlanmış esnek olmayan bir arka çubuk dahil paslanmaz çelik zincir üçgen şeklindeki bir parçası tek gereksinim eklenmesidir. Aşağıdaki adımları uyanık veya imzalat hayvanlarda gerçekleştirilebilir.
Bu deneyde sağlanan çok yönlü çevre ile başarılı bir şekilde herhangi bir komplikasyon olmadan 7 gün için tüm hayvanlar hindlimb kaldırmak olabilir ve hızlı bir şekilde onları onların normal yükleme (PWB40, elde ortalama % 40'ını, kısmi bir yerçekimi maruz 0.4076 g ± 0.0036 g yerçekimi düzeyi). Toplam HLU ilk haftasında hayvanlar önemli vücut kilo kaybı görüntülenen (şekil 4A:-7.19% %0,87 ±, n = 9, p < 0.001), hangi başka bir tanık14modelleri ve önemli ölçüde içinde gözlenen farklı değildir PWB40 aynı süre maruz fareler (-5.53% %1,44 ±, n = 10, p 0,37 =). Ancak, hayvanlar zaman daha sonra PWB40 için maruz kaldığı süre içinde ağırlık kaybetme devam etti (-9.06% ± %1.35 çizgisinden, p < 0.0001).
Hindlimb kavrama güçtür boyuna kullanılabilir kas fonksiyonu standart bir ölçü (şekil 4B). O bir hafta toplam kavrama kuvveti %50.16 ± 4,10 (p < 0.0001) satır taban çizgisine göre % ortalama bir düşüş neden boşaltma fark ettik. Kısmi ağırlık normal yükleme % 40 taşıyan bir sonraki hafta sonra biz herhangi değişiklik kavrama gücü ile ilgili daha fazla fark etmedim (-44.29% ± 4,67 p < 0,0001 satır taban çizgisine göre %). Tüm zaman-noktalarda, arka pençe kavrama gücü yüzde değişikliği yaş eşlemeli denetimler önemli ölçüde farklı (p < 0,0001 7 gün ve gün 14, n = 11). Ayrıca, çalışma tamamlandıktan sonra PWB40 grubuna göre önemli ölçüde daha fazla kavrama gücü kaybı toplam kısmi ağırlık taşıyan (HLU-PWB40) tarafından takip boşaltma uygulandı hayvanlar görüntülenen görülmektedir (p = 0,03).
Islak kitle deneme sonunda kaydedilir ve veri için karşılaştırıldığında kas elde iki hafta normal yükleme ya da PWB40 iki hafta sonra (şekil 4 c) ve veri daha önce bizim grup12tarafından yayımlandı. Bulduk PWB40 ve HLU-PWB40 grupları önemli ölçüde daha düşük var soleus (S), (G), gastroknemius kütlesi ıslak ve tibialis anterior (TA) kaslar yaş eşlemeli denetimleri (PWB100). Gerçekten de, biz 0.1681 g ± 0,007 g bizim hayvanlar için önemli ölçüde PWB100 için 2 hafta içinde bizim önceki deneyler için maruz fareler daha düşük bir ortalama soleus kitle kayıt (-24.60% ± %3.18, p < 0.0001). Gastroknemius için kaydettiğimiz 2.192 g ± 0,096 g ortalama bir ıslak kütlesi (-10.55% ± %3,93, p = 0,038 vs PWB100) ve 0.759 g ± 0,029 g tibialis anterior için ıslak bir kitle (-14.40% %3.27 ±, p 0,009 vs PWB100 =). Bizim veri kümesi vurgulanmış bir azalma ıslak kitle PWB40 için 2 hafta sürekli maruz hayvanlar karşılaştırıldığında soleus ve gastroknemius kas Mars-görevi analog (HLU-PWB100) maruz hayvanlar vardı (-8.75% %3,84 ± ve-5.85% %4.14 ±, sırasıyla), bu iki grubun arasında anlamlı bir fark gözlemleme.
Şekil 1: süspansiyon aygıtları açıklamasını ve nasıl PWB için HLU dönüştürmek. (A)önceki tasarım dayalı, biz düzenli bir asma tutmak için kafes üstüne oturan bir alüminyum çubuk kullanılan bir anahtar halkası oluşan aygıt güvenli çubuk (ok 1), merkezinde bir paslanmaz çelik zincir (ok 2) ve iki tokalar (oklar 3) döner. (PWB, bir üçgen şekil yapısı elde etmek için süspansiyon aygıt dönüştürmek için,B) alt döner toka kullanarak eklenir. Bu parça paslanmaz çelik Zincirler ve sıçan omurga (ok 1) oturur bir Polivinil klorür (PVC) arka çubuk oluşur. Arka çubuk her tarafı koşum ve ceket, sırasıyla bağlamak için bir toka bulunan (ok 2). Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 2: pelvik koşum kullanarak arka bacak boşaltma. (A)ön ve yan görüntülemek çizimleri hayvanlar hind ekstremitelerin desteklemek için kullanılan emniyet kemeri yapısı. (B) pelvik koşum takımı kuytu çevresinde fareyi hind ekstremitelerin sığacak şekilde açıklandığı gibi yerleştirildi. Paslanmaz çelik bağlantı kuyruğu Bankası üzerinde konumlandırılmış ve döner toka bağlı. Tam yerini ve şeklini koşum hayvanlar arasında değişebilir ama fareler rahat olmalı ve onların arka bacaklarda asla yere temas gereklidir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 3: kısmi ağırlık taşıyan. Kısmi boşaltma ön bacaklarda desteklemek için bir ceket hayvanın eklenmesi gerektirir. Ceket sonra arka sutyen extender ile kapatılır ve bir kanca scapulae arasında yalan extender, bağlı olduğu. Ceket ve pelvik koşum takımı arka çubuk her ucunda bulunan tokalar eklenir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 4: hayvanlarda farklı boşaltma düzeylere maruz boyuna takip örnekleri. (A)vücut ağırlığı (BW) Değiştir. Koşum takımı veya ceket ve vücut ağırlığı kaydedildi olmadan hayvan haftalık tartıldı. PWB100 kısmi ağırlık taşıyan normal yük vasıl; = PWB40 kısmi ağırlık taşıyan normal yükleme; % 40 = HLU-PWB40 hindlimb PWB40 tarafından bir hafta takip boşaltma bir hafta =. 2-yollu yığılmış ANOVA takip Tukey'nın öğleden hoc test sonuçlarını olarak sunulmaktadır *: p < 0,05, **: p < 0,01, ***: p < 0,001, ve ***: p < 0,0001 vs PWB100. (B) değişiklik arka pençe kavrama gücü. Haftalık, arka pençe kavrama gücü ölçüldü ve sonuçları her hayvan için bir temel üzerinden yüzde değişim ifade edildi. 2-yollu yığılmış ANOVA takip Tukey'nın öğleden hoc test sonuçlarını olarak sunulmaktadır ***: p < 0,001 ve ***: p < 0,0001 vs PWB100, α: p < 0,05 vs PWB40. (C) kas kütlesi 14 gün sonra ıslak. Kas ıslak kitle bir hassas ölçekte hemen sonra 14 gün kurban kaydedildi. Sonuçları yüzde yaş eşlemeli kontrol grubu (PWB100) elde edilen ıslak kitle olarak sunulmuştur. S Soleus; = G gastroknemius; = TA Tibialis anterior =. Bir tek yönlü ANOVA takip Tukey'nın öğleden hoc test sonuçlarını olarak sunulmaktadır *: p < 0,05, **: p < 0,01, ve ***: p < 0,0001 vs PWB100. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Bu model ardışık mekanik boşaltma seviyeleri araştırmak için geliştirilen ilk yer temelli analog sunar ve bir gezi taklit ve Mars'ta kalmak amaçlamaktadır.
Bu protokol birçok adım başarısını sağlamak ve yakından incelenmesine gerek için kritik öneme sahiptir. İlk olarak, hayvan refah izlemek ve özellikle nerede onlar nispeten normal korumak PWB durumu sırasında normal bir davranış (yemek, dinlenme ve keşfetmek gibi yani, performans gösteren görevler), bakımı sağlamak önemlidir fizyolojik duruş. İkinci olarak, zaman içinde son derece istikrarlı ve çok az insan müdahalesi12,14gerektiren PWB düzeyine rağmen varyasyonları hayvanlar arasında en aza indirmek için elde kısmi yerçekimi kaydetmek önemlidir. Hayvanlar üzerinden toplam mekanik boşaltma kısmi yerçekimi (PWB40) geçiş yaptığınızda, Ayrıca, onlar zaten önemli kas atrofi işlevi6,9,hangi-ebilmek neden geçici15, kaybı görüntüler ve dört ayaklı ağırlık taşıyan davranış sürdürme güçlüğü ve anlık bir garip yürüyüş.
Değişken çevre nedeniyle çeşitli sorunlar ortaya çıkar ve yakından kaydedilen ele ve. Örneğin, PWB16sırasında mevcut değil iken sıvı bir kayma hayvan, eğimli konumu nedeniyle HLU döneminde ortaya çıkar. Bazı durumlarda, sıvı yeniden dağıtım ince ödem en çok dikkat çeken yüz ya da arka paws neden olabilir ve genellikle yeniden takip saat içinde kaybolur. Müfettişler ödem şiddeti puan ve her gün değerlendirmek için tavsiye ediyoruz. Eğer ağır ödemi için 48 saat daha devam ederse, hayvanlar deneyden çıkarılmalıdır.
Pelvik emniyet kemeri kullanımını araştırmacı için artan rahatlığı ve hayvanlar için konfor sağlarken, bazı hayvanların zaman zaman olabilir, ya da tamamen veya kısmen kendi koşum HLU veya PWB sırasında kaçmak. Üç kez kaçar herhangi bir hayvan çalışma kaldırılır fareler6 önceki çalışmalara dayanarak dışlama protokolü takip ettik. Bir yan not olarak, kaçar son derece nadirdir; çalışmamızda hayvanlar az % 1 1 yıllık dönemde (1 hayvan 148 hayvanların okudu) dışlanacak vardı. PWB düzeyi günlük titrasyon nerede deneyci bu kaçış riski en rahat uygun ceket ve pelvik koşum emin olabilirsiniz çok önemli bir andır. Hayvanların ağırlığı ve refah değerlendirilmesi sırasında günlük, özel göz pelvik koşum takımı bakım koymak. Siteye özgü saç dökülmesi yaygın bir sonucu olsa da, pelvik koşum takımı bozuksa aşınma görünebilir (örneğin, çiğnenmiş). Araştırmacılar günlük koşum durumu kontrol ve zaman hasarlı bileşenleri veya deri aşınma görünümünü önlemek için gerektiğinde tüm emniyet kemeri değiştirmek için tavsiye ediyoruz. Refah en azından aşağıdakileri içermelidir: izleme vücut ağırlığı, porfiri, gıda alımı, deri aşınma, idrar ve dışkı, saç dökülmesi, varlığı ödem.
Hayvanların pençeleri de zaman zaman kanca ve döngü raptiye veya bez, bu nedenle kendi dengesini ödün entrapped haline. Bunu önlemek için basit ve etkili bir şekilde nazikçe ceket yerleştirmeden önce anestezi altında pençeleri trim etmektir. Bu adım çalışma süresince gerektiğinde tekrar edilebilir.
Özel ilgi geçiş sırasında HLU PWB için ödenmesi gereken. Biz bütün hayvanlar PWB içinde hemen konuyor sonra küçük güçlükle yürümeye edebiliyoruz gözlenen iken, ön ve arka bacaklarda ağırlık aynı miktarda koymak için gereken süreyi fareler arasında değişmekteydi. Bir sıçan nispeten normal yürüyüş tüm uzuvların 24 h içinde kullanarak göstermek değil, çalışma dışlanmaları gerekir öneririz.
Sıralı çekim ortamlarında taklit etmek için tasarlanmış bu roman zamanla güvenilir ve sürdürülebilir modelidir. Ancak, bazı sınırlamalar var ve henüz ele alınması gerekiyor. İlk olarak, modelleri bu birleşimi yalnızca HLU modeli sadece yapay mikrogravite arka bacaklarda oluşturur. hayvanlar arka bacaklarda meydana gelen değişiklikler değerlendirmek için tasarlanmıştır. Bu nedenle, bu yer temelli sıralı HLU-PWB analog araştırmak uygun değildir ön bacaklarda değişiklikler. İkinci olarak, 14 günlük süre içinde bizim hayvan sıçan kısmi boşaltma (şekil 4A) için karmaşık uygulayabilecek vurgulayarak tüm vücut kitle sürekli ama hayatı tehdit kaybı görüntülenir. Bizim önceki PWB fare modeli çalışmada, PWB40 ve PWB20 maruz hayvanlar için iki hafta önemli bir kayıp sadece ilk 7 gün içinde sunulan ve ele geçirdi daha sonra12kilo. Gerçeğini fareler adaptasyon bir başlangıç dönemi sonra dört ayaklı boşaltma için ayarlamak başardık nedeniyle bu büyük olasılıkla oldu. Ancak, bu çalışmada yer, büyük olasılıkla sürekli kilo kaybı açıklayan asla tamamen iki farklı boşaltma/kısmi-yeniden geçen süreler her, bir hafta için adapte fareler. Tam bu süreler daha da genişletmek önemli ve kısmi boşaltma hayvanlar tam uyum ve her ortama yerleşmek onaylamak için olurdu. Stres seviyeleri bu modelde henüz değerlendirilmemiştir ve kolayca gelecekte tamamen erişilebilir kalır kuyruk kullanarak düzenli kan örnekleme kullanarak takip.
Bizim boyuna Değerlendirmeler kitle o bir hafta hindlimb boşaltma gösterdi kas ve kas fonksiyonu bir kavrama gücü % 70 azalma sergilenmesi bizim fareler ile arka pençe kavrama gücü (şekil 4B) çok büyük bir düşüş neden oldu. Şaşırtıcı olmayan bir şekilde, 14 gün sonra hayvanlar ise ortalama hindlimb kas kütlesi ıslak PWB40 14 gün içinde bizim önceki çalışma12 için maruz kalan hayvanlar arasında önemli ölçüde farklı değil daha önemli ölçüde daha düşük bir kavrama gücü görüntülenen PWB40 ve HLU-PWB40 grupları, biz bizim 3 grup (PWB100, PWB40 ve HLU + PWB40) ile ilgili ortalama soleus arasında güçlü bir doğrusal ilişki kurmak mümkün kitle (R2 0.92, p < 0,0001 =).
Bu sonuçlar bu kısmi bir toplam mekanik boşaltma tavizler kas sağlığı ne kısmi boşaltma sürekli ama kararlı bir dönemde gözlenen daha fazla aşağıdaki yükleme onaylamak. Şimdiye kadar bu boşluğu bilgi soruşturma değil. Bu olayın daha fazla değerlendirme bağlamında ay veya Mars misyonuna, kas deconditioning önleme etkili önlemler geliştirmek için takip edilmelidir. Boşaltma birkaç derece ile farklı deneyler çeşitli ve zaman uzunlukları değişen verdiğinden modelimiz gücünü da çok yönlülüğünü içinde bulunan.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarlar ifşa gerek yok.
Acknowledgments
Bu eser Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi tarafından desteklenmiştir (NASA: NNX16AL36G). Yazarlar Carson Semple bu el yazması dahil çizimler sağlamak için teşekkür etmek istiyorum.
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 |
References
- Desplanches, D. Structural and Functional Adaptations of Skeletal Muscle to Weightlessness. International Journal of Sports Medicine. 18 (S4), S259-S264 (1997).
- 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).
- 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).
- 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).
- di Prampero, P. E., Narici, M. V. Muscles in microgravity: from fibres to human motion. Journal of Biomechanics. 36 (3), 403-412 (2003).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- NASA. National Space Exploration Campaign Report. , Available from: https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/nationalspaceexplorationcampaign.pdf (2018).
- 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).
- Ellman, R., et al. Combined effects of botulinum toxin injection and hind limb unloading on bone and muscle. Calcified Tissue International. 94 (3), (2014).
- 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).
- Morey-Holton, E. R., Globus, R. K. Hindlimb unloading rodent model: technical aspects. Journal of Applied Physiology. 92 (4), 1367-1377 (2002).
- 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).
