Yöntem makalesi

Farelerde Gebelikten Emzirme Dönemine Kadar Elektrokardiyogramların ve Davranışların Analizi

1.4K görüntüleme

⸱

DOI:

10.3791/66498

⸱

5 Nisan 2024

 ,  ,  , 
1Department of Animal Science and Biotechnology, Azabu University

Bu makalede

Özet

Anne farelerin hamilelikten emzirmeye kadar otonomik aktivitesinin ve ayrıntılı anne davranışının eşzamanlı olarak kaydedilmesi, bir telemetri sistemi kullanılarak elde edildi. Bu yöntem, annelerde hamilelikten sütten kesmeye kadar fizyolojik ve davranışsal özelliklerin dinamiklerini anlamaya yardımcı olur.

Özet

Anne-yavru ilişkisindeki değişikliklere muhtemelen otonom sinir sistemindeki dinamik değişiklikler eşlik eder. Otonomik aktivitenin zamansal ölçümleri insan anne ve bebeklerde yapılmış olsa da, uzun vadeli değişikliklerin analizi keşfedilmemiştir. Fare anneler yavruları ile sosyal bağlar kurabilir ve kısa bir hamilelik ve emzirme dönemine sahip olabilirler, bu da onları hamilelikten yavru yetiştirmeye kadar fizyolojik değişikliklerin incelenmesi için faydalı kılar. Bu nedenle, otonom sinir sistemindeki değişiklikleri ve fare annelerinin davranışlarını ölçmek için birkaç hafta boyunca bir telemetri sistemi kullanıldı. Mevcut sonuçlar, bir elektrokardiyogramın (EKG) annelerin ve doğumun hareketlerinden bağımsız olarak stabil bir şekilde kaydedilebileceğini gösterdi. EKG analizi, kalp atış hızının hamilelikten emzirmeye kadar kademeli olarak azaldığını ve yavrular geliştikçe sempatik aktivitenin keskin bir şekilde arttığını gösterdi. Ayrıca, ev kafesinde davranış ve EKG'nin eş zamanlı olarak kaydedilmesi, EKG üzerindeki davranışa bağlı etkileri anlamamızı sağladı ve böylece her davranış sırasında otonom sinir aktivitesinin özelliklerini ortaya çıkardı. Bu nedenle, mevcut deneysel yöntem, annelerin fizyolojik özelliklerinin hamilelikten yavru yetiştirmeye kadar nasıl değiştiğini anlamaya yardımcı olur ve yavruların sağlıklı gelişimini destekler.

Giriş

Anne-yavru ilişkisi, yavruların geleceği üzerindeki büyük etkisi nedeniyle çeşitli hayvan türleri tarafından kurulan ilişkiler arasında benzersizdir1. İnsanlarda, çocukların gelişimi ve içsel/dışsal davranışları, istismar ve ihmalin boyutunun yanı sıra ebeveynlik tarzından da etkilenmektedir 2,3. Benzer şekilde, kemirgenlerde, anne davranışının kalitesi yavru gelişimi ve davranışı üzerinde önemli bir etkiye sahiptir 4,5,6. Bu nedenle, annelerin besleyici davranışlarının ayrıntılı bir şekilde izlenmesi ve incelenmesi, yavrularının gelişimi ve sağlıklı desteklenmesindeki bireysel farklılıkların mekanizmaları hakkında fikir verebilir.

Davranışsal ve fizyolojik çalışmalar, memeli annelerin hamilelikten emzirmeye kadar dinamik davranışsal ve fizyolojik değişikliklere uğradığını göstermiştir. Dişi memeliler hamile kaldıklarında, östrojen ve diğer hormonların salgılanması anne davranışını etkiler7. Yavrular büyüdükçe ve laktasyon sıklığı azaldıkça, hormon salgılanması dinamik olarak hamilelik öncesi duruma doğru değişir ve anne davranışının ifadesine son verir 8,9,10. Bu bulgular, endokrin sistem, anne davranışı ve yavru gelişimi arasındaki etkileşimin, memeli annelerin hamilelik ve emzirme döneminde yaşadıkları değişikliklerde önemli bir rol oynadığını göstermektedir.

Memeli annelerde gebelikten emzirmeye kadar olan davranışsal ve fizyolojik değişiklikler sadece endokrin sistemle değil, aynı zamanda otonom sinir sistemi ile de yakından ilişkilidir11,12. İnsan çalışmaları, anne-bebek temasının hem annelerin hem de bebeklerin otonom sinir sisteminde değişikliklere neden olduğunu göstermektedir13. İnsan anne ve bebeklerde elektrokardiyogram (EKG) ve kalp atış hızı değişkenliğini ölçen birkaç çalışma, her davranışın diğerlerinin kalp atış hızını ve RR aralığını değiştirdiğini göstermiştir 14,15,16. Bununla birlikte, üç faktörün - otonom sinir sistemi, anne davranışı ve yavru gelişimi - hamilelikten emzirmeye kadar birbirleriyle nasıl etkileşime girdiği açık değildir. Ayrıca, insan laktasyon süresi yaklaşık iki yıl olduğu için insanlarda bu etkileşimleri uzun bir süre boyunca izlemek zordur.

Bu tür çalışmalarda genellikle insanlar yerine kemirgenler kullanılır. Kemirgenlerin otonom sinir sistemi, kararsız kaydı ve ölçüm cihazının hasar görmesini önlemek için anestezi altında veya yavrulardan izole edildiğinde ölçülmüştür; bu nedenle, davranışsal olarak kısıtlı durumlar altında ölçüm zamansaldır 17,18,19. Kemirgenlerin serbestçe hareket edebildiği ve başkalarıyla iletişim kurabildiği bir ortamda otonom sinir sistemini gözlemlemek önemlidir çünkü anne-yavru etkileşimleri annelerin davranışlarını ve fizyolojisini değiştirebilir 8,9,10,15.

Bu deneysel yöntem, annenin serbest dolaşımına izin vermek için geliştirilmiştir. Bu yöntemde, cihazın zarar görmesini önlemek ve hamilelikten emzirmeye kadar stabil uzun süreli EKG kaydına izin vermek için hamile bir anneye deri altından bir EKG telemetresi takıldı. Fare anneler ev kafeslerinde genel davranışlar (kendi kendini tımarlama, gıda alımı vb.) ve olağan anne davranışları sergileyebilir; bu nedenle, her davranış ve EKG'ler aynı farede kolayca gözlemlenebilir ve karşılaştırılabilir. Bir sürücü kaydedici, farenin davranışını dört haftalık bir süre boyunca 24 saat boyunca kaydetti. Bu deneysel protokol, hamilelikten annelik dönemine kadar otonomik aktivite ve davranıştaki dinamik değişiklikleri izlememize izin verdi.

Protokol

Tüm prosedürler Azabu Üniversitesi Etik Kurulu tarafından onaylanmıştır (#210319-30). Bu çalışma için gebelik gününde (GD) 14 ağırlığı 22 g'ın üzerinde olan C57B/6J fareleri kullanıldı. Hayvanlar ticari bir kaynaktan elde edilmiştir (bkz . Çalışma için gerekli olan reaktifler ve ekipmanlar Malzeme Tablosunda listelenmiştir.

1. Deney hazırlığı

  1. Panel ısıtıcısını açın ve alüminyum folyo ile kaplayın. Tüm yüzeyleri %70 etanol ile silin.
  2. Tüm cerrahi aletler (makas, forseps, ince cımbız ve cımbız) önceden otoklavlandı.
  3. Steril dikişleri istenilen uzunlukta hazırlayın ve hazır bulundurun.
  4. Sterilite ve hasta konforunu sağlamak için anestezi maskelerini lastik maskelerle örtün.
  5. Kayıt yapabilen bir bilgisayarda kurulu tBase ve LabChart (fizyolojik veri analiz yazılımı) uygulamalarını kullanarak fare biyopotansiyel telemetresinde (Şekil 1A) herhangi bir anormallik veya hasar olup olmadığını inceleyin.

2. Telemetre implantasyonu

  1. Fareyi% 4 izofluran içeren bir indüksiyon anestezi kutusuna yerleştirin.
  2. Anestezi cerrahi düzlemine ulaştıktan sonra, fareyi panel ısıtıcısı üzerinde yüzüstü pozisyonda yerleştirin. Anestezi maskesini, %1-2.0'lık bir izofluran seviyesini ve 0.5-2 L / dk'da bir oksijen akışını koruyarak farenin üzerine yerleştirin.
    NOT: Bu protokolde fetüs üzerine etkileri ve davranışsal gözlemler göz önünde bulundurularak herhangi bir analjezik kullanılmamıştır.
  3. Kulaklar arasındaki tüyü çıkarmak için bir kesme makinesi kullanın ve cildi alternatif iyot bazlı dezenfektanlar ve% 70 alkol ile üç kez dezenfekte edin.
  4. Anestezinin cerrahi düzlemini doğrulamak için, farenin arka pençelerinin ayak parmaklarını bir cımbız ile sıkıştırın. Makas kullanarak kulaklar arasındaki deride bir kesi (2-3 cm) yapın. Boyun ve ventral taraftaki cildi ve kasları ayırmak için insizyona forseps yerleştirin ve ventral tarafta özellikle telemetri yerleşimi için boşluk yaratın.
  5. Telemetreyi kulaklar arasındaki kesiden geçirin ve ventral yan boşluğa yerleştirin.
  6. Pozitif ve negatif uçları yuvarlamak ve demetlemek için forseps kullanın. Uçları boyun boşluğuna yerleştirin (Şekil 1B).
  7. 13 mm'lik bir iğne ve 20 cm'lik bir dikiş kullanarak kesiği dikin ve derivasyonlara zarar vermemeye dikkat edin.
  8. Fareyi sırtüstü pozisyona getirin ve bir makasla köprücük kemiğinin etrafındaki kürkü koparın. Cildi alternatif iyot bazlı dezenfektanlar ve% 70 alkol ile üç kez dezenfekte edin.
  9. Köprücük kemiği derisinin etrafını makasla küçük bir kesi yapın ve kasları boyun derisinden ayırın. Forseps kullanarak pozitif ve negatif uçları boynun arkasından çıkarın.
  10. Tükürük bezlerini ayırmak için forseps kullanın ve klavikula kemiğinden çıkan ve boynun her iki yanında eğik olarak hareket eden sternokleidomastoid kasın (SCM) "V şeklindeki" görünümünü ortaya çıkarın (Şekil 1C,D).
  11. Klavikula yakınındaki SCM'ye ulaşmak için negatif ucun uzunluğunu ayarlayın. Kurşun boruyu negatif kablodan dikkatlice çıkarın ve içindeki sarmal paslanmaz çelik elektrotun ince cımbız kullanılarak gerildiğinden emin olun.
  12. Dikiş iğnesini (7 mm) 10 cm'lik bir dikişle SCM'nin V şeklindeki kıvrımından geçirin ve bir halka oluşturun. Paslanmaz çelik elektrodu negatif kablodan bu döngüden geçirin ve klavikula yakınındaki SCM'nin altına yerleştirin.
    1. SCM'ye zarar vermemek için halkayı hafifçe bağlayın ve paslanmaz çelik elektrodu sabitlemek için üç kez tekrarlayın. İkinci ipliği SCM'nin kraniyal tarafına yerleştirerek ve negatif ucun hortumunun etrafına bağlayarak negatif ucu daha da sabitleyin (Şekil 1E).
  13. Ksifoid sürecin etrafında kesit alma yapın ve cildi kastan ksifoid sürecinden klavikulaya kadar dikkatlice ayırın.
  14. Ksifoid sürecine ulaşmak için pozitif ucu uzatın. Negatif kabloya benzer şekilde, kurşun boruyu pozitif kablodan çıkarın ve içindeki sarmal paslanmaz çelik elektrotun ince cımbız kullanılarak gerildiğinden emin olun.
  15. Ksifoid işleminin etrafındaki kasın altında bir tünel oluşturmak için 18 G'lik bir iğne kullanın, ardından paslanmaz çelik elektrodu bir iğneye yerleştirin ve kifoid işleminin etrafındaki kasın içinden geçirin.
  16. İğneyi çıkardıktan sonra, sarmal paslanmaz çelik elektrodu, 10 cm'lik bir dikişle bir dikiş iğnesi (7 mm) kullanarak ksifoid işleminin etrafındaki kaslara hafifçe dikin (Şekil 1D). Pozitif lead'ı daha da sabitlemek için, ikinci sütürü ksifoid prosesin kraniyal tarafına yerleştirin ve pozitif lead'ın hortumunun etrafına bağlayın.
  17. Tüm kesileri 20 cm dikiş uzunluğunda bir dikiş iğnesi (13 mm) kullanarak kapatın (Şekil 1E,F).
  18. İmplantasyondan sonra, fareyi temiz bir kafese yerleştirin ve kafesi, fare telemetrisi için alıcı görevi gören tBase üzerine yerleştirin (Şekil 1G). Kaydedilebilir bilgisayarı açın ve EKG verilerini toplamak için yüklü veri analizi yazılımı uygulamasını kullanın. EKG verilerinin normal dalga formlarını gösterip göstermediğini kontrol edin (Şekil 2A,B).
    NOT: Anormal dalga formları veya gürültü olması durumunda ( Şekil 2C'de gösterildiği gibi), negatif ve pozitif uçları anestezi altında yeniden takın.
  19. İki günlük iyileşme süresi boyunca, kafesin dibine su jeli ve yiyecek koyarak farenin uygun şekilde tedavi edildiğinden emin olun. Bu kurtarma süresi boyunca bir sürücü kaydedici ile yalnızca ev kafesi davranışını kaydedin.

3. Hamilelikten sütten kesmeye kadar EKG'lerin ve ev kafesi davranışlarının kaydedilmesi

  1. Karanlık aşamada kırmızı ışıkları açın, çünkü sürücü kaydedici ışık olmadan çalışamaz. Davranışı kaydetmek için sürücü kaydediciyi ev kafesinin yanına yerleştirin. Kaydedilebilir PC'deki LabChart uygulamasını kullanarak EKG kaydedin. EKG verilerini toplamadan önce, LabChart'ta EKG'nin örnekleme hızını doğrulayın.
    NOT: Bu protokolde, sürücü kaydedici herhangi bir yere yerleştirilebildiği için seçilmiştir. Ek olarak, bir video kamerayla karşılaştırıldığında, sürücü kaydediciler geniş bir açıda kayıt yapabilir ve daha az veri depolama kapasitesi kullanabilir (örneğin, bir sürücü kaydedici ile 24 saat kayıt yapmak yaklaşık 70 GB kullanır). Bu gösterimde, veri analiz yazılımındaki EKG örnekleme hızı 1 k/s olarak ayarlanmıştır.
  2. Sürücü kaydediciyi açtıktan sonra, davranışı ve EKG'yi kaydetmek için bilgisayarda LabChart'ı başlatın.
    NOT: Bu gösterimde, EKG'yi sürekli olarak kaydetmek ve dosyaları her 2 saatte bir otomatik olarak kaydetmek için bir makro kullanılmıştır. Bu tekrarlayan işlem deney boyunca yürütüldü. Ek olarak, kayıt amacıyla 256 GB'lık bir SD kart seçildi ve günde yaklaşık 24 saat veri toplanmasına izin verildi.
  3. Farede doğum ve vücut anormallikleri olup olmadığını kontrol edin ve sürücü kaydediciden ve kaydedilebilir bilgisayardan verileri örnekleyin. Farenin yavrularını doğurduğu gün, doğum sonrası gün (PD) 0 olarak kabul edilir. Doğumdan sonra her gün yavruların ağırlığını ölçün.
    NOT: Bu çalışmada, her sabah 7:30-8:30 saatleri arasında sürücü kayıt cihazından kaydedilen video ve kaydedilebilir PC'den EKG veri dosyası toplanmıştır. Ek olarak, birden fazla yavrunun anneye dokunmasının neden olduğu titreşimlerden kaynaklanan EKG gürültüsünü önlemek için, çöp dört yavruya (yarısı erkek, diğer yarısı dişi) ayrıldı.
  4. Fareyi kontrol ettikten ve verileri topladıktan sonra, her şeyi orijinal konumuna geri getirin. Sürücü kaydediciyi ve kaydedilebilir bilgisayarı açın. LabChart uygulamasını başlatın.
    NOT: EKG kaydetmek için bir makro kullanılıyorsa, makro düğmesine tıklayın ve yönet seçeneğinden çalıştır düğmesini seçerek makroyu başlatın.
  5. Haftada bir kez kafesi yenisiyle değiştirin. Bu işlem sırasında, yarısı daha önce kullanılmış ve diğer yarısı yeni olan yatak takımlarını dahil edin.
    NOT: Veri örneklemesi ve fare kontrolleri de dahil olmak üzere bu işlem, GD 17'den doğum sonrası gün (PD) 21'e kadar tekrarlandı.

4. EKG'lerin analiz edilmesi

  1. EKG verilerini analiz etmek için veri analiz yazılımını kullanın. LabChart'ı başlatın ve kayıt dönemi için veri dosyasını açın. Kalp atış hızı değişkenliğini (HRV) analiz etmek için HRV düğmesine tıklayın ve atış algılama ayarlarını yapın.
    NOT: Bu gösterimde, özel ayarı seçin ve algılama ayarı için minimum tepe yüksekliğini 1.2 olarak değiştirin.
  2. Ayarları yaptıktan sonra, tüm vuruşları gözden geçirin ve tüm gürültü verilerini silin ( Şekil 2C'de gösterildiği gibi).
    NOT: Bir R dalgası algılanmazsa, HRV düğmesini kullanarak ekleyin veya değiştirin.
  3. HRV düğmesine tıklayın ve vuruş sınıflandırıcı görünümünü seçin. Vuruş sınıflandırıcı görünümünde tüm vuruşları seçin, ardından HRV düğmesinden rapor görünümünü seçin. Rapor görünümünden verileri kopyalayın ve Excel'e yapıştırın.
    NOT: HRV sonuçları, Tablo 1'de gösterildiği gibi, veri analiz yazılımı aracılığıyla hem zaman hem de spektrum alanlarını görüntüleyerek gözlem yapılmasını sağlar.

5. Ev kafesi davranışının etogramını kategorize etmek

  1. Karanlık fazda kırmızı ışığın yanmaması ve sürücü kaydedicinin çalışmaması gibi anormallikleri kontrol etmek için kaydedilen tüm videoları inceleyin.
    NOT: Video, EKG'lerle aynı şekilde kaydedilir ve video klipler her 2 saatte bir çekilir.
  2. Etogramı, annenin davranış sırasındaki duruşu, davranış için harcanan zaman ve davranışın meydana geldiği yer gibi parametrelere göre kategorilere ayırın (Tablo 2) ve ardından videoyu sürücü kaydediciden izleyin.

Sonuçlar

Telemetreyi hamile fareye yerleştirdikten sonra, EKG'leri hamilelikten emzirmeye kadar bir ev kafesinde kaydettik. Örnekleme hızı 1 k/s olarak ayarlandı. Sirkadiyen ritmin etkisinden kaçınırken anne farenin her fizyolojik durumunun EKG'sini karşılaştırmak için, 2 saatlik veri dosyasından GD 17, doğum, PD 0 ve PD 21'de 23:32 ile 23:42 arasındaki 10 dakikalık veriler (Şekil 3, Tablo 1) analiz edildi. 23:32 ile 23:42 arasındaki zaman, doğum sırasında ilk yavrunun doğumundan önceki 10 dakikayı temsil ettiği için seçildi. Bu spesifik zaman periyodu, kas kasılmalarının mevcut olduğu doğum sırasında veri analizi yapmanın fizibilitesini göstermek için seçildi. Tüm analiz aşamaları boyunca, fare, Tablo 2'de listelenen 16 etogramdan 6'sında gözlemlendiği gibi hem genel davranışları (içme, kazma, yemek, kendi kendini tımar etme) hem de anne davranışlarını (yuva oluşturma, yalama / tımar etme) sergiledi.

Annenin EKG'leri, fetüs vücudun içindeyken (Şekil 3A) ve kas kasılmaları gibi fiziksel değişikliklerin meydana geldiği doğum sırasında (Şekil 3B) GD17'de girişimsiz olarak kaydedildi. Ek olarak, EKG'ler yavru doğumundan (PD 0) PD 21'e kadar (Şekil 3C,D) çeşitli hemşirelik davranışlarına rağmen stabil olarak kaydedildi. EKG analizi, kalp hızının kademeli olarak azaldığını, RR aralığının ise GD 17'den PD 21'e kademeli olarak arttığını gösterdi (Tablo 1). HRV analizi, LF / HF oranının PD 0'dan PD 21'e keskin bir şekilde arttığını gösterdi (Tablo 1).

EKG ile birlikte kaydedilen maternal ve genel davranışların etogramları, Tablo 2'de gösterildiği gibi alt bölümlere ayrıldı. Ayrıca, anneler Tablo 2'de tanımlanan beslenme (Şekil 4A,C) ve çömelme (Şekil 4B,D) gibi herhangi bir davranış sergilediklerinde EKG'lerin dalga formu bozuklukları olmadan ölçülebileceğini doğruladık.

figure-results-1
Şekil 1: Farede 14. gebelik gününde implante edilen telemetri. (A) Bir telemetreye iki kablo bağlandı. Siyah, negatif kurşunu temsil eder ve beyaz, pozitif kurşunu temsil eder. (B) Negatif ve pozitif uçlar demetlendi ve boyuna yerleştirildi. Telemetre ventral tarafa yerleştirildi. (C) Kurşun boyundan çıkarıldı ve SCM açığa çıkarıldı. (D) Telemetri ventral tarafa yerleştirildi. SCM pembe renkle temsil edilir. Klavikula ve ksifoid süreci gri renkle temsil edilir. Siyah çizgi, negatif uç noktayı gösterir. Turuncu çizgi, pozitif ipucunu gösterir. Mavi çizgi dikiş pozisyonunu temsil eder. (E) Negatif uç SCM'ye bağlandı. Pozitif kurşun, ksifoid kasın etrafına bağlandı. (F) Tüm kesiler (kırmızı daire ile temsil edilir) 20 cm'lik bir dikiş kullanılarak kapatıldı. (G) Bir sürücü kaydedici kullanarak video yakalama kurulumu. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

figure-results-2
Şekil 2: Veri analiz yazılımı kullanılarak kaydedilen EKG. (A) EKG 3 s. (B) Her kalp atışı için EKG. (C) Kırmızı kesikli çizgiler EKG'nin kaydedilmediği alanları gösterir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

figure-results-3
Şekil 3: Hamilelik, doğum ve emzirme döneminde EKG. Aynı farenin aynı anda elde ettiği EKG sonuçları. (A) GD 17'de EKG. (B) Doğum sırasında EKG. (C) PD 0'da EKG. (D) PD 21'de EKG. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

figure-results-4
Şekil 4: Davranışsal gözlem sırasında EKG kaydı. EKG'ler, PD 6'da aynı farenin etogram yapımı sırasında kaydedildi. (A) Annenin katı yemek yerken çekilmiş görüntüsü. (B) Yavrularının üzerine çömelmiş annenin görüntüsü. (C) Annenin yemek yerken EKG'si. (D) Annenin yavrularının üzerine çömelirken çektiği EKG. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Tablo 1: Hamilelikten emzirmeye kadar EKG'ye dayalı kalp atış hızı değişkenliği analizi. Kalp atış hızı değişkenliği (HRV) analizi, Şekil 3'te gösterilen EKG verilerine dayalı olarak gerçekleştirildi. Tüm analizler aynı fare için ve aynı anda gösterildi (23:32-23:42). Ortalama RR, vuruş aralıklarının ortalaması; Ortalama Oran, vuruşun ortalama hızı; SDSD, ardışık vuruş aralıkları arasındaki farkın standart sapması; RMSSD, ardışık RR aralık farklarının ortalama karekökü; pRR50, bir sabit süreden daha büyük vuruş aralığı farklarının yüzdesi; Toplam, tüm frekans aralığında bulunan güç; VLF, çok düşük frekanslı; LF, düşük frekanslı; HF, yüksek frekanslı; SD1; Poincare dağılımının küçük ekseni boyunca standart sapma; SD2, Poincare dağılımının ana ekseni boyunca standart sapma. Bu Tabloyu indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Tablo 2: Tanımlanmış etogramlar. Tüm etogramlar duruş, geçirilen zaman ve ziyaret edilen yer gibi parametrelere göre tanımlandı. Bu Tabloyu indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Tartışma

Telemetrenin hamile farelere implante edildiği bu yöntemde, EKG aynı farede hamilelikten emzirmeye kadar sürekli olarak izlenebilir. Fare, GD 17'den PD 21'e kadar tüm analiz dönemlerinde (23:32-23:42) uyanıklığı gösteren hareketi içeren etogramlar sergiledi. Ek olarak, mevcut sonuçlar kalp atış hızının hamilelikten emzirmeye kadar kademeli olarak azaldığını göstermiştir. Bu düşüşün kalp hızının normalleşmesine bağlı olduğu düşünülmektedir, çünkü birçok çalışma hamile kadınlarda artan kan akışı nedeniyle kalp atış hızlarının arttığını göstermiştir11,12.

Ayrıca, aynı farede sempatik aktivite PD 0'dan PD 21'e yükselmiştir. Bununla birlikte, GD 17'den PD 0'a sempatik veya parasempatik aktivitede herhangi bir değişiklik yoktu. Hamilelik sırasındaki sempatik verilere benzer şekilde, önceki çalışmalar, bakire sıçanlara kıyasla sıçanlarda gebeliğin 4. gününden 18. gününe kadar sempatik ve parasempatik aktivitede herhangi bir değişiklik bildirmemiştir20. Farelerde, maternal otonomik aktivite, yavruların gelişimi ile modüle edilebilir. Bununla birlikte, bu otonomik aktivite özelliklerinin fare anneleri arasında yaygın olup olmadığını veya uyanıklık durumundan etkilenip etkilenmediğini belirlemek için daha fazla çalışmaya ihtiyaç vardır.

Fareler üzerinde yapılan bazı önceki çalışmalar, hamilelik ve emzirme döneminde EKG'leri, annenin yavrulardan izole edilmesi veya anestezi altında olması nedeniyle hareket ve doğal davranış sınırlamaları ile ölçmüştür 17,18,19. Aksine, bu çalışmada kullanılan yöntem, kasa bağlı telemetri ve elektrot ucu deri altına implante edildiği için EKG kaydı sırasında annenin serbestçe hareket etmesine izin verdi. Özellikle, negatif uçlar SCM'ye bağlı olmasına rağmen, anne yemek yerken ve başını yukarı doğru çevirirken EKG kaydedildi.

Ek olarak, cihazın in vivo olarak implante edilmesi, birlikte yaşayan yavrularla temas veya annenin faaliyetlerinden kaynaklanan titreşimlerde bile stabil kayda izin verdi. Örneğin, EKG, anne kendi kendini tımar ettiğinde (veriler gösterilmemiştir) ve ev kafesindeki yavruların üzerine çömeldiğinde bile ölçüldü. Bu sonuçlardan yola çıkarak, bu yöntem günlük hayatlarını yavrularıyla geçiren annelerin davranışlarında herhangi bir kısıtlama olmaksızın EKG'lerinin izlenmesinde etkilidir. Bununla birlikte, bu çalışmada kullanılan telemetri tBase'den belirli bir uzaklıkta olduğunda EKG'ler kaydedilmedi; Örneğin, anneler yiyecek tutucusuna doğru hareket ederken veya kafese tırmanırken. Bu nedenle, ev kafesi ortamında iyileştirmeler gereklidir.

Bu yöntem aynı zamanda anne davranışları ve genel davranışlar gibi aktiviteler gerçekleştirilirken EKG'lerin kaydedilmesine de izin verir. Uzun süreli süreler boyunca ev kafesindeki davranışı ve EKG'yi aynı anda kaydetmek için, bir video kamera yerine bir sürücü kaydedici5 kullanıldı. Ek olarak, kaydedilen davranışları ayrıntılı olarak analiz etmek için etogramlar, hem anne hem de genel davranışlar için duruş, harcanan zaman ve diğer koşullar gibi parametrelere göre alt bölümlere ayrıldı. Annelerin her bir davranış için EKG'leri bölünebilir ve aynı gün içinde karşılaştırılabilir. Bu karşılaştırma, bir annenin otonomik aktivitesinin, hamilelikten emzirme dönemine bağlı olarak anne ve genel davranışlar arasında nasıl farklılık gösterdiğini vurgulamaktadır.

Sonuç olarak, bu protokol üç faktör arasındaki etkileşimi izler: otonomik aktivite, annenin davranışı ve yavru gelişimi ve hamilelikten sütten kesmeye kadar annelerde meydana gelen değişikliklerin özellikleri ve mekanizmaları hakkında fikir verebilir.

Açıklamalar

Yazarlar herhangi bir çıkar çatışması beyan etmemektedir.

Teşekkürler

Bu çalışma JSPS KAKENHI (Hibe Numaraları JP 21H04981 ve 30974521) ve Azabu Üniversitesi Çeşitlilik, Eşitlik ve Kapsayıcılık Merkezi tarafından desteklenmiştir.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
24 saat tekrarlayan zamanlayıcıPanasonicWH3311BP
5-0 Naylon sütürNatsume SeisakushoCo-23s-N2
Anestezi kutusuNatsume Seisakusho CoKN-1010W110 & kez; D110 ve kez; H110mm
Anestezi maskesiNatsume Seisakusho CoKN-1019-1
Anestezi makinesiNatsume Seisakusho CoKN-1071-E
C57BL6/J farelerClea Japan, Inc14 günlük hamilelik faresi
Klip ışığıYazawa şirketiCLX60X02WH
Konfigüratör SistemEkipmanlarıTR190
sürücü kaydediciTranscendTS-DP250A-32G
Gıda tutucuClea Japan, IncCL-2802
IsofluranFujiFilM099-06571
LabChart Pro V8AksesuarlarıMLU260/8
LabChart8TalimatlarıMLS060/8
Fare Biyopotansiyel TelemetreCihazlarıMT10B
İğne 18 G 1 1/2TerumoNN-1838R
Panel ısıtıcıSANKO4976285145407
PowerLab 4/26TalimatlarPL2604
Kaydedilebilir bilgisayarFare bilgisayarfaresi K7-H
kırmızı ampulELPALDG1R-G-GWP254
Kauçuk maskeNatsume Seisakusho CoKN-1019-M
SD kart (256GB)TranscendTS256GUSD350VYaklaşık 24 saat kayıt yapabilir
Sütür iğnesi 13 mmNatsume Seisakusho CoC-24-540-NO.0
Sütür iğnesi 7 mmNatsume Seisakusho CoC-24-540-NO.0000
tBaseCihazlarıMT110

Kaynaklar

  1. Bowlby, J. Attachment and loss. Vol. 1. 1, Basic Books. New York. (1969).
  2. Teicher, M. H., Samson, J. A. Childhood maltreatment and psychopathology: A case for ecophenotypic variants as clinically and neurobiologically distinct subtypes. Am J Psychiatry. 170 (10), 1114-1133 (2013).
  3. Hoskins, D. H. Consequences of parenting on adolescent outcomes. Societies. 4 (3), 506-531 (2014).
  4. Caldji, C., et al. Maternal care during infancy regulates the development of neural systems mediating the expression of fearfulness in the rat. Proc Natl Acad Sci U S A. 95 (9), 5335-5340 (1998).
  5. Sakamoto, T., Ishio, Y., Ishida, Y., Mogi, K., Kikusui, T. Low maternal licking/grooming stimulation increases pain sensitivity in male offspring. Exp Anim. 70 (1), 13-21 (2021).
  6. Champagne, F., Meaney, M. J. Like mother, like daughter: Evidence for non-genomic transmission of parental behavior and stress responsivity. Prog Brain Res. 133, 287-302 (2001).
  7. Terkel, J., Rosenblatt, J. S. Maternal behavior induced by maternal blood plasma injected into virgin rats. J Comp Physiol Psychol. 65 (3), 479-482 (1968).
  8. Amenomori, Y., Chen, C. L., Meites, J. Serum prolactin levels in rats during different reproductive states. Endocrinology. 86 (3), 506-510 (1970).
  9. Yaguchi, K., et al. Dynamic modulation of pulsatile activities of oxytocin neurons in lactating wild-type mice. PloS One. 18 (5), e0285589(2023).
  10. Kikusui, T., Isaka, Y., Mori, Y. Early weaning deprives mouse pups of maternal care and decreases their maternal behavior in adulthood. Behav Brain Res. 162 (2), 200-206 (2005).
  11. Kodogo, V., Azibani, F., Sliwa, K. Role of pregnancy hormones and hormonal interaction on the maternal cardiovascular system: a literature review. Clin Res Cardiol. 108 (8), 831-846 (2019).
  12. Burke, S. D., et al. Circulatory and renal consequences of pregnancy in diabetic NOD mice. Placenta. 32 (12), 949-955 (2011).
  13. Feldman, R., Magori-Cohen, R., Galili, G., Singer, M., Louzoun, Y. Mother and infant coordinate heart rhythms through episodes of interaction synchrony. Infant Behav Dev. 34 (4), 569-577 (2011).
  14. Yoshida, S., et al. Infants show physiological responses specific to parental hugs. iScience. 23 (4), 100996(2020).
  15. Wass, S. V., et al. Parents mimic and influence their infant's autonomic state through dynamic affective state matching. Curr Biol. 29 (14), 2415-2422 (2019).
  16. Esposito, G., et al. Infant calming responses during maternal carrying in humans and mice. Curr Biol. 23 (9), 739-745 (2013).
  17. Khandoker, A. H., et al. Investigating the effect of cholinergic and adrenergic blocking agents on maternal-fetal heart rates and their interactions in mice fetuses. Biol Open. 11 (4), (2022).
  18. Widatalla, N., et al. Correlation between maternal and fetal heart rate increases with fetal mouse age in typical development and is disturbed in autism mouse model treated with valproic acid. Front Psychiatry. 13, 998695(2022).
  19. Mezzacappa, E. S., Tu, A. Y., Myers, M. M. Lactation and weaning effects on physiological and behavioral responses to stressors. Physiol Behav. 78 (1), 1-9 (2003).
  20. Slangen, B. F., Out, I. C., Janssen, B. J., Peeters, L. L. Blood pressure and heart rate variability in early pregnancy in rats. Am J Physiol. 273 (4), 1794-1799 (1997).

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

Elektrokardiyogram AnaliziMaternal DavranGebelik ve Laktasyon D nemindeki FarelerOtonom Sinir SistemiKalp At m H z De i kenli iFare TelemetrisiDavran KaydMaternal FizyolojiYavru Geli imiCerrahi Elektrot mplantasyonu

İlgili makaleler