El autor agradece a Bárbara Berli para proporcionar datos de ejemplo y la financiación de gracia de la Federación Canadiense de Vida Silvestre.

1. Captura y aclimatación <ol><li> Con una red sin nudo, recoger los peces de sus respectivas tanque de almacenamiento. Minimizar el tiempo de captura, evitar la recogida de peces de varias y no las bodegas de pescado durante más de unos segundos en la red ya que estos factores pueden aumentar el estrés. El estrés puede afectar el rendimiento en natación. </li><li> Coloque el pescado, ya sea en un tanque de transferencia con la anestesia o directamente en el respirómetro túnel de natación (&quot;túnel de nadar&quot;). Si los peces se anestesiaron, ya sea tricaína metanosulfonato (MS222) o el aceite de clavo se puede utilizar. Concentraciones aceptables dependerá de muchos factores, incluyendo sensibilidad de la especie y la temperatura, pero suelen oscilar entre 10-100 mg / L, ya sea para 1,2 anestesia. La concentración del anestésico debe inducir a la etapa 3 anestesia (es decir, que no responde a los estímulos externos), y permitir una rápida recuperación (es decir, segundos). Cuando se utiliza MS222 en agua dulce, bicarbonato de sodio debe ser utilizado en partes iguales (en masa) como un amortiguador. Sin buffer, MS222 reducirá en gran medida del pH, y un pH bajo puede dañar las agallas. Búfer no es necesario en agua de mar, ya que contiene suficiente capacidad de amortiguación. </li><li> Peces anestesiados puede determinar el sexo, medida de la masa y la longitud, y teniendo en cuenta un examen superficial externa de su condición. Longitud puede ser tomado como longitud total (LT), longitud de tenedor (FL), o la longitud del cuerpo (BL). Estas mediciones se suelen aplicar diferentes según la práctica habitual, la morfología de las especies (por ejemplo, no tiene aleta bífida) o condición de los peces (por ejemplo, la aleta caudal desgastado). </li><li> Tanto los peces anestesiados y no anestesiados, deben introducirse en el túnel de nadar lo más rápido posible y en un chorro de agua ya que esto facilitará la recuperación. El caudal se suele configurar de tal manera que los peces se podrá descansar en la parte inferior, mientras que apenas la natación. Una tasa de ejemplo para adultos salmón rojo es de 0,3 BL / s. </li><li> Los peces necesitan quedarse en el túnel de nadar para aclimatarse. Período de aclimatación se puede configurar para los períodos tradicionales (por ejemplo, 12 horas), o para los que se utilizan en los estudios más recientes que pueden ser tan cortos como 30 minutos. Para determinar un período de aclimatación ideal para un pez, el tiempo necesario para llegar a un establo, lo ideal es baja, la tasa metabólica se puede utilizar (sección siguiente detalle). </li></ol> 2. La medición de las tasas metabólicas <ol><li> Cambios en el oxígeno dentro del túnel de natación deben ser registrados durante la duración de la prueba de natación (s). Sondas de oxígeno se puede sellar directamente en el túnel de natación, sin embargo, primero se debe determinar si el flujo de agua en la sonda afecta a la función de la sonda. Si la sonda se ve afectada por la velocidad del agua que pueden ocurrir durante la prueba, la sonda tendrá que ser colocado en su propia cámara, fuera del túnel y se suministra con el agua del túnel por una bomba. </li><li> Para reponer el oxígeno y mitigar la acumulación de residuos, el túnel de nadar probable que tenga que ser eliminados periódicamente. La saturación de oxígeno no se debe permitir a caer por debajo de 70% para la mayoría de las especies como el rendimiento en natación puede ser reducido o puede haber un cambio de metabolismo anaeróbico. Dejar correr el agua del túnel también puede ayudar a reducir los aumentos en la temperatura del agua, sin embargo, la temperatura del agua debe mantenerse constante mediante el acoplamiento del túnel nadar hasta un refrigerador. Los cambios en la temperatura afectará la tasa metabólica. </li><li> Las tasas metabólicas de rutina y el máximo, que se abrevia &quot;RMR&quot; y &quot;MMR&quot;, son típicamente determinados (Figura 1). Estas tarifas pueden ser expresados ​​en volumen (V o 2) o la masa (M o 2) de oxígeno por unidad de masa, por unidad de tiempo, por ejemplo, mg O 2 / kg / hr. La diferencia entre las dos tasas se pueden tomar para obtener el &quot;alcance de la actividad&quot;. El siguiente ejercicio la deuda de oxígeno &quot;, se refiere como&quot; un exceso de consumo de oxígeno post-ejercicio (EPOC), también puede ser determinada y es igual a la de oxígeno necesario durante el regreso después del ejercicio de RMR. </li></ol><ol><li> Nota: muchas sondas de oxígeno y su salida le ofrece automáticamente la temperatura corregida por los cambios en el oxígeno disuelto. Aquellos que no tendrá que ser corregido. Además, algunos valores que deben ser corregidos si las mediciones se realizaron en condiciones salinas. </li></ol> Rendimiento en la natación de medición Una variedad de capacidades de rendimiento de la natación puede ser evaluado en un túnel de nadar. La manera más común para caracterizar el rendimiento de natación es el tiempo durante el cual se puede mantener 3. Cuanto más lenta sea la velocidad, ya que se puede mantener, y viceversa. Las velocidades son generalmente conocido como &quot;ráfaga&quot;, &quot;prolongada&quot; o &quot;sostenido&quot;, que corresponden a la duración de segundos, minutos u horas (máx = 200 min), y horas y más allá (&gt; 200 min), respectivamente. Para determinar estas velocidades, los peces son objeto de usuario definido &quot;pasos&quot;, que consiste en &#39;height&#39; set, el agua es decir, aumentar la velocidad de flujo, y &quot;longitud&quot;, es decir, duración paso. La maximización de la altura y la longitud de paso minimizando paso de captura de la mayor velocidad de ráfaga, mientras que hacer lo contrario, se captura la mayor velocidad sostenida. En el pasopruebas, la forma tradicional de informar de la velocidad máxima alcanzada es igual a la velocidad de la última etapa completado más la porción temporal de la etapa final, sin terminar (Figura 1). Natación estallido de evaluación del desempeño <ol><li> Para capturar la natación explosión o la capacidad de sprint, después de la aclimatación, llevar la velocidad del flujo a un número máximo estimado (por ejemplo, dos veces crítico U, véase más adelante), y motivar a los peces nadar. El pescado debe estar descansando en la parte trasera de la cámara como la velocidad del flujo aumenta rápidamente. Los peces pueden necesitan ser motivados para nadar. La motivación puede ser mecánico (tacto, por ejemplo) o eléctricos (por ejemplo, una pequeña carga aplicada a una red de choque en la parte posterior del túnel de natación). Aunque no es específicamente una prueba de la capacidad de explosión, el pescado también se puede dar una &quot;prueba de aceleración constante (CAT o ΔV U) que consta de varias etapas de corta duración (por ejemplo 1 minuto) 4,5. </li><li> Registrar la duración de la natación. El número de explosión individual y la distancia también se puede grabar 6. La velocidad puede ser dada como el máximo alcanzado o calculado de acuerdo con la ecuación de la Figura 1. La natación de larga duración y la evaluación del desempeño La medida más frecuente utilizada para estimar la capacidad de natación prolongada o sostenida se conoce como &quot;el rendimiento en natación crítico&quot; (crit U). Longitud de paso para crit U tradicionalmente ha sido fijado en 20 minutos, aunque más cortos como 10 minutos también se han utilizado. Una regla general es que al menos diez se deben tomar medidas antes de la fatiga, que puede resultar en pruebas largas, por ejemplo,&gt; 3 horas / pescado. Para acortar la prueba U crítico, los primeros siete pasos puede ser abreviado a 5 minutos (la prueba se denomina &quot;rampa-U crítico &#39;). </li></ol><ol><li> Después de la aclimatación y / o un entrenamiento de natación, aumentar la velocidad de flujo de acuerdo con el tamaño de paso. </li><li> Para ajustar la altura del escalón adecuada para crit U, es probable que sea necesario estimar crítico U para una muestra de los peces para ser probado. Esto se puede lograr mediante el uso de valores de la literatura. Alternativamente, el pescado se puede dar un &quot;entrenamiento de natación&quot; después de la introducción del túnel. Para ello, dar peces a corto, definido por el usuario los pasos, hasta la fatiga. Use la velocidad final alcanzada en una primera estimación de U crítico. Escalón de ajuste (altura y longitud) para cada pez. </li><li> Para poner a prueba la capacidad de recuperación o para determinar las variaciones individuales en el rendimiento, el pescado se puede dar una prueba de natación segundos después de un período de recuperación de 7-9. </li><li> Los peces también se pueden probar en las escuelas, a pesar de los peces tienden a la fatiga en diferentes momentos durante las pruebas que pueden ser problemáticas para dejarlas fuera del túnel y eliminar la capacidad de medir el consumo de oxígeno. </li><li> Una vez cansado, el pescado se debe permitir recuperar o eliminar de inmediato para tomar muestras de tejido. Varias métricas de rendimiento relacionados con la natación puede ser recogida durante las pruebas o después de usar el análisis de video (Figura 1 C, D). </li><li> Para medir la tasa de ventilación y la frecuencia de batido de cola, la tasa de bombeo opercular y el número de latidos cola deben tomar muestras durante períodos de varios segundos (fig. 1B) 10,11. </li><li> Para medir la amplitud de la cola ritmo, la deflexión máxima de la aleta caudal se puede medir (Figura 1 B) 12. </li><li> Después de las pruebas, los peces pueden ser sacrificados, teniendo en cuenta un examen post-mortem y tejidos recogidos para determinar el hematocrito (volumen de glóbulos rojos), las concentraciones de la hormona del estrés, las reservas musculares de energía (por ejemplo, fosfocreatina, glucógeno), las actividades de la enzima (por ejemplo, lactato deshidrogenasa, la acetilcolinesterasa ), o de otros parámetros fisiológicos. </li></ol> 3. Resultados representante <img src="/files/ftp_upload/2572/2572fig1.jpg" alt="Figura 1" /> Figura 1. A) Un ejemplo de rampa de la prueba U crítico dado que una de salmónidos juveniles, un criadero criado trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss), g 6,3 cm de longitud corporal (BL) y el 3,5 de la masa. La prueba se llevó a cabo en una L 12 modificado Brett tipo respirómetro (Loligo Systems, de Dinamarca; <a href="http://www.loligosystems.com/">www.loligosystems.com</a> ). Las tasas metabólicas de rutina y el máximo se calcula como la pendiente (mg / hr) x volumen (L) / peces de masa (kg), y fueron 198 y 961 mg O 2 / kg / h, respectivamente (el alcance de la actividad = 4,84). Estas tarifas están en consonancia con los reportados por Brett para juveniles de salmón rojo (O. nerka) 13. Nota: para el cálculo de consumo de oxígeno, el volumen de agua es igual al volumen del respirómetro menor volumen de pescado. La cruz indica el punto donde el pescado se negó a nadar más crítico y donde U se calculó. B) los valores de frecuencia de batido de cola se registraron más de 10 s en seis ocasiones, la cola valores de amplitud golpe se registraron tres veces, valores que se muestranson la media ± SEM. C) Una vista lateral ampliada y D) vista superior de los peces nadando dentro de la cámara de natación. D) muestra la de peces supervisadas por EthoVision software (Noldus, Países Bajos; <a href="http://www.noldus.com/">www.noldus.com</a> ). Abreviaturas: crit U = velocidad de nado crítico; U f = velocidad de la última etapa terminada, U s = velocidad de paso, t f = tiempo empleado en el último paso, t = s paso de tiempo.

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	<li>Anderson, W. G., McKinley, R. S., Colavecchia, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+clove+oil+as+an+anesthetic+for+rainbow+trout+and+its+effects+on+swimming+performance.">The use of clove oil as an anesthetic for rainbow trout and its effects on swimming performance.</a> North Am. J. Fish Manage. 17, 301-307 (1997).</li><li>Cho, G. K., Heath, D. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+tricaine+methanesulphonate+(MS222)+and+clove+oil+anaesthesia+effects+on+the+physiology+of+juvenile+chinook+salmon+Oncorhynchus+tshawytscha+(Walbaum).">Comparison of tricaine methanesulphonate (MS222) and clove oil anaesthesia effects on the physiology of juvenile chinook salmon Oncorhynchus tshawytscha (Walbaum).</a> Aquacult. Res. 31, 537-546 (2000).</li><li>Beamish, F. W. H., Hoar, W. S., Randall, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Swimming capacity in Fish Physiology. , 101-187 (1978).</li><li>Farrell, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparisons+of+swimming+performance+in+rainbow+trout+using+constant+acceleration+and+critical+swimming+speed+tests.">Comparisons of swimming performance in rainbow trout using constant acceleration and critical swimming speed tests.</a> J. Fish Biol. 72, 693-710 (2008).</li><li>Tierney, K. B., Casselman, M., Takeda, S., Farrell, A. P., Kennedy, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+relationship+between+cholinesterase+inhibition+and+two+types+of+swimming+performance+in+chlorpyrifos-exposed+coho+salmon+(Oncorhynchus+kisutch).">The relationship between cholinesterase inhibition and two types of swimming performance in chlorpyrifos-exposed coho salmon (Oncorhynchus kisutch).</a> Environ. Toxicol. Chem. 26, 998-1004 (2007).</li><li>Martinez, M., Bedard, M., Dutil, J. -. D., Guderley, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Does+condition+of+Atlantic+cod+(Gadus+morhua)+have+a+greater+impact+upon+swimming+performance+at+Ucrit+or+sprint+speeds.">Does condition of Atlantic cod (Gadus morhua) have a greater impact upon swimming performance at Ucrit or sprint speeds.</a> J. Exp. Biol. 207, 2979-2990 (2004).</li><li>Marras, S., Claireaux, G., McKenzie, D. J., Nelson, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Individual+variation+and+repeatability+in+aerobic+and+anaerobic+swimming+performance+of+European+sea+bass,+Dicentrarchus+labrax.">Individual variation and repeatability in aerobic and anaerobic swimming performance of European sea bass, Dicentrarchus labrax.</a> J. Exp. Biol. 213, 26-32 (2010).</li><li>Kolok, A. S., Plaisance, E. P., Abdelghani, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Individual+variation+in+the+swimming+performance+of+fishes:+an+overlooked+source+of+variation+in+toxicity+studies.">Individual variation in the swimming performance of fishes: an overlooked source of variation in toxicity studies.</a> Environ. Toxicol. Chem. 17, 282-285 (1998).</li><li>Tierney, K. B., Farrell, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+relationships+between+fish+health,+metabolic+rate,+swimming+performance+and+recovery+in+return-run+sockeye+salmon,+Oncorhynchus+nerka+(Walbaum).">The relationships between fish health, metabolic rate, swimming performance and recovery in return-run sockeye salmon, Oncorhynchus nerka (Walbaum).</a> J. Fish Dis. 27, 663-671 (2004).</li><li>Webber, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Upstream+swimming+performance+of+adult+white+sturgeon:+Effects+of+partial+baffles+and+a+ramp.">Upstream swimming performance of adult white sturgeon: Effects of partial baffles and a ramp.</a> Trans. Am. Fish. Soc. 136, 402-408 (2007).</li><li>Farrell, A. P., Gamperl, A. K., Birtwell, I. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prolonged+swimming,+recovery+and+repeat+swimming+performance+of+mature+sockeye+salmon+Oncorhynchus+nerka+exposed+to+moderate+hypoxia+and+pentachlorophenol.">Prolonged swimming, recovery and repeat swimming performance of mature sockeye salmon Oncorhynchus nerka exposed to moderate hypoxia and pentachlorophenol.</a> J. Exp. Biol. 201, 2183-2193 (1998).</li><li>Flammang, B. E., Lauder, G. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Speed-dependent+intrinsic+caudal+fin+muscle+recruitment+during+steady+swimming+in+bluegill+sunfish,+Lepomis+macrochirus.">Speed-dependent intrinsic caudal fin muscle recruitment during steady swimming in bluegill sunfish, Lepomis macrochirus.</a> J. Exp. Biol. 211, 587-598 (2008).</li><li>Brett, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+respiratory+metabolism+and+swimming+performance+of+young+sockeye.">The respiratory metabolism and swimming performance of young sockeye.</a> J. Fish. Res. Board Can. 21, 1183-1226 (1964).</li><li>Bla&#382;ka, P., Volf, M., &#268;epela, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+type+of+respirometer+for+the+determination+of+the+metabolism+of+fish+in+an+active+state.">A new type of respirometer for the determination of the metabolism of fish in an active state.</a> Physiol. Bohemoslov. 9, 553-558 (1960).</li><li>Peake, S. J., Farrell, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fatigue+is+a+behavioural+response+in+respirometer+confined+smallmouth+bass.">Fatigue is a behavioural response in respirometer confined smallmouth bass.</a> J. Fish Biol. 68, 1742-1755 (2006).</li></ol>

En un entorno natural, comportamientos tales como escapar de depredadores y la migración depende de ser capaz de nadar a intensidades específicas a diferentes tiempos. En un entorno de laboratorio, nadar respirómetros túnel y el aumento en la velocidad de paso se pueden utilizar para estimar la capacidad de los peces para realizar numerosas conductas. Medidas de la tasa metabólica y otras evaluaciones de nivel de los tejidos (por ejemplo, la producción de lactato) se puede incluir con las pruebas de natación para ayudar a determinar los mecanismos fisiológicos que subyacen a los diferentes modos de natación. Diseño nadar túnel puede influir enormemente en el rendimiento en natación. Hay varios tipos de túneles de natación para determinar el rendimiento en natación, la mayoría se caracterizan como Brett 13 - o 14-Blazka tipos. Ya sea para el diseño, las consideraciones principales son el &quot;uniformidad&quot; del flujo de agua (la forma rectilínea es), la velocidad de flujo máximo y la longitud de la cámara de natación. La uniformidad es importante porque los peces se encuentran instintivamente y nadar en zonas de bajo flujo para reducir al mínimo esfuerzo. Alta tasa de flujo potencial puede ser necesario para poner a prueba la capacidad de explosión nadar o especies de rápido natación (atunes, por ejemplo). Nadar Longitud de la cámara puede ser muy significativa como en las cámaras de pequeña longitud, talla de los peces es decir,&gt; 10% de la longitud de la cámara, el pescado puede ser incapaz de utilizar todos los modos de natación. En concreto, pequeños tubos pueden restringir la capacidad de los peces para la transición de una constante inestabilidad de la puerta de natación, es decir, a la natación explosión y la costa. Por lo tanto, el pescado puede dejar de nadar aproximadamente a la misma velocidad, independientemente de la longitud del paso y crítico U puede ser análoga a &quot;acelerar la transición de la puerta&quot; 15. Todos los túneles de natación necesita ser calibrado usando aparatos tales como sondas de flujo o velocimetría de partículas por imágenes (PIV) equipos. Lo ideal es nadar túneles tendrá un flujo rectilíneo, pero si los peces se encuentran a favor de un área, su velocidad de nado puede ser ajustado en base a las diferencias locales en el flujo.

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		<div>
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		<thead>
		<tr>
		<th>Material Name</th>
		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
		</tr>
		</thead>
		<tbody>
		
<tr>
<td>tricaine methanesulfonate (MS222)</td>
<td>&nbsp;</td>
<td><a href="http://www.argent-labs.com">www.argent-labs.com</a></td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Optional</td>
</tr>
<tr>
<td>Clove oil</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Pharmacy or <a href="http://www.sigmaaldrich.com">www.sigmaaldrich.com</a></td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Optional</td>
</tr>
<tr>
<td>Swim tunnel respirometer</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Custom made or <a href="http://www.loligosystems.com">www.loligosystems.com</a></td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Required</td>
</tr>
<tr>
<td>High speed cameras</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Numerous sources</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>optional</td>
</tr>
<tr>
<td>Video capture card</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Numerous sources</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>optional</td>
</tr>
<tr>
<td>Behaviour analysis software</td>
<td>&nbsp;</td>
<td><a href="http://www.noldus.com">www.noldus.com</a> <a href="http://www.cleversysinc.com">www.cleversysinc.com</a> <a href="http://www.loligosystems.com">www.loligosystems.com</a> <a hre</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>optional</td>
</tr>		</tbody>
		</table>
		</div>

swimming performance assessment in fishes

Nadar pruebas de rendimiento de los peces han sido parte integral de los estudios de la energética muscular, mecánica de la natación, el intercambio de gases, la fisiología cardiaca, las enfermedades, la contaminación, la hipoxia y la temperatura. Este documento describe un protocolo flexible para evaluar el desempeño de los peces nadar utilizando un equipo en el que se puede controlar la velocidad del agua. El protocolo consiste en una o varias subidas de un paso en la velocidad de flujo que tienen la intención de causar los peces a la fatiga. Velocidades de paso y su duración se puede configurar para capturar habilidades de nado de diferente relevancia fisiológica y ecológica. Con mayor frecuencia el tamaño de paso se establece para determinar la velocidad de nado crítico (crit U), que tiene por objeto la captura de la capacidad máxima de natación sostenida. Tradicionalmente, esta prueba ha consistido en unos diez pasos de duración cada 20 minutos. Sin embargo, los pasos de corta duración (por ejemplo 1 minuto) son cada vez más utilizada para la captura de la capacidad de aceleración o rendimiento en la natación de estallar. Independientemente del tamaño de paso, las pruebas de natación se puede repetir en el tiempo para medir la variación individual y la capacidad de recuperación. Criterios de valoración relacionados a la natación como las medidas de la tasa metabólica, el uso de aletas, la tasa de ventilación, y de comportamiento, tales como la distancia entre los bancos de peces, se incluyen a menudo antes, durante y después de las pruebas de natación. Dada la diversidad de especies de peces, el número de preguntas de investigación inexplorada, y la importancia de muchas especies a la ecología global y la salud de la economía, los estudios de desarrollo de los peces nadando seguirá siendo popular y muy valiosa para el futuro previsible.

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Swimming Performance Assessment in Fishes

La vida de la mayoría de los peces se basan en la natación. Este protocolo describe las técnicas para la captura de una amplia gama de modos disponibles nadar a los peces y la educación, e incluye indicadores relacionados con la fisiología y el comportamiento de la natación.

Evaluación de rendimiento en la natación de los peces

Swimming performance tests of fish have been integral to studies of muscle energetics, swimming mechanics, gas exchange, cardiac physiology, disease, ...

swimming-performance-assessment-in-fishes

Research

JoVE Journal

Biology

25.3K vistas.  University of Alberta. La vida de la mayoría de los peces se basan en la natación. Este protocolo describe las técnicas para la captura de una amplia gama de modos disponibles nadar a los peces y la educación, e incluye indicadores relacionados con la fisiología y el comportamiento de la natación.

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Respirometric Oxidative Phosphorylation Assessment in Saponin-permeabilized Cardiac Fibers

Investigation of mitochondrial function represents an important parameter of cardiac physiology as mitochondria are involved in energy metabolism, oxidative stress, apoptosis, aging, mitochondrial encephalomyopathies and drug toxicity. Given this, technologies to measure cardiac mitochondrial function are in demand. One technique that employs an integrative approach to measure mitochondrial function is respirometric oxidative phosphorylation (OXPHOS) analysis.
The principle of respirometric OXPHOS assessment is centered around measuring oxygen concentration utilizing a Clark electrode. As the permeabilized fiber bundle consumes oxygen, oxygen concentration in the closed chamber declines. Using selected substrate-inhibitor-uncoupler titration protocols, electrons are provided to specific sites of the electron transport chain, allowing evaluation of mitochondrial function. Prior to respirometric analysis of mitochondrial function, mechanical and chemical preparatory techniques are utilized to permeabilize the sarcolemma of muscle fibers. Chemical permeabilization employs saponin to selectively perforate the cell membrane while maintaining cellular architecture.
This paper thoroughly describes the steps involved in preparing saponin-skinned cardiac fibers for oxygen consumption measurements to evaluate mitochondrial OXPHOS. Additionally, troubleshooting advice as well as specific substrates, inhibitors and uncouplers that may be used to determine mitochondria function at specific sites of the electron transport chain are provided. Importantly, the described protocol may be easily applied to cardiac and skeletal tissue of various animal models and human samples.

Saponin-permeabilized fiber preparation in conjunction with respirometric oxidative phosphorylation analysis provides integrative assessment of mitochondrial function. Mitochondrial respiration in physiological and pathological states can reflect various regulatory influences including mitochondrial interactions, morphology and biochemistry.

Evaluación de respirometría la fosforilación oxidativa en saponina-permeabilized fibras cardíacas

Investigation of mitochondrial function represents an important parameter of cardiac physiology as mitochondria are involved in energy metabolism, ...

Investigación

Biología

Endurance Training Protocol and Longitudinal Performance Assays for Drosophila melanogaster

One of the most pressing problems facing modern medical researchers is the surging levels of obesity, with the consequent increase in associated disorders such as diabetes and cardiovascular disease 1-3. An important topic of research into these associated health problems involves the role of endurance exercise as a beneficial intervention.
Exercise training is an inexpensive, non-invasive intervention with several beneficial results, including reduction in excess body fat 4, increased insulin sensitivity in skeletal muscle 5, increased anti-inflammatory and antioxidative responses 6, and improved contractile capacity in cardiomyocytes 7. Low intensity exercise is known to increase mitochondrial activity and biogenesis in humans 8 and mice, with the transcriptional coactivator PGC1-&alpha; as an important intermediate 9,10. 
Despite the importance of exercise as a tool for combating several important age-related diseases, extensive longitudinal genetic studies have been impeded by the lack of an endurance training protocol for a short-lived genetic model species. The variety of genetic tools available for use with Drosophila, together with its short lifespan and inexpensive maintenance, make it an appealing model for further study of these genetic mechanisms. With this in mind we have developed a novel apparatus, known as the Power Tower, for large scale exercise-training in Drosophila melanogaster 11. The Power Tower utilizes the flies' instinctive negative geotaxis behavior to repetitively induce rapid climbing. Each time the machine lifts, then drops, the platform of flies, the flies are induced to climb. Flies continue to respond as long as the machine is in operation or until they become too fatigued to respond. Thus, the researcher can use this machine to provide simultaneous training to large numbers of age-matched and genetically identical flies. Additionally, we describe associated assays useful to track longitudinal progress of fly cohorts during training.

Endurance Training Protocol and Longitudinal Performance Assays for Drosophila melanogaster

We describe the first endurance training protocol for an important genetic model species, Drosophila melanogaster, and outline several assays to chart improvements in mobility following training.

Protocolo de entrenamiento de resistencia y ensayos de funcionamiento de los longitudinales de Drosophila melanogaster

One of the most pressing problems facing modern medical researchers is the surging levels of obesity, with the consequent increase in associated disorders ...

An Improved Method for Accurate and Rapid Measurement of Flight Performance in Drosophila

Drosophila has proven to be a useful model system for analysis of behavior, including flight. The initial flight tester involved dropping flies into an oil-coated graduated cylinder; landing height provided a measure of flight performance by assessing how far flies will fall before producing enough thrust to make contact with the wall of the cylinder. Here we describe an updated version of the flight tester with four major improvements. First, we added a &#34;drop tube&#34; to ensure that all flies enter the flight cylinder at a similar velocity between trials, eliminating variability between users. Second, we replaced the oil coating with removable plastic sheets coated in Tangle-Trap, an adhesive designed to capture live insects. Third, we use a longer cylinder to enable more accurate discrimination of flight ability. Fourth we use a digital camera and imaging software to automate the scoring of flight performance. These improvements allow for the rapid, quantitative assessment of flight behavior, useful for large datasets and large-scale genetic screens.

An Improved Method for Accurate and Rapid Measurement of Flight Performance in Drosophila

Here we describe a method for rapid and accurate measurement of flight performance in Drosophila, enabling high-throughput screening.

Un método mejorado para la rápida y precisa medición de rendimiento en vuelo<em&gt; Drosophila</em

Drosophila has proven to be a useful model system for analysis of behavior, including flight. The initial flight tester involved dropping flies into an ...

A Method for Selecting Structure-switching Aptamers Applied to a Colorimetric Gold Nanoparticle Assay

Small molecules provide rich targets for biosensing applications due to their physiological implications as biomarkers of various aspects of human health and performance. Nucleic acid aptamers have been increasingly applied as recognition elements on biosensor platforms, but selecting aptamers toward small molecule targets requires special design considerations. This work describes modification and critical steps of a method designed to select structure-switching aptamers to small molecule targets. Binding sequences from a DNA library hybridized to complementary DNA capture probes on magnetic beads are separated from nonbinders via a target-induced change in conformation. This method is advantageous because sequences binding the support matrix (beads) will not be further amplified, and it does not require immobilization of the target molecule. However, the melting temperature of the capture probe and library is kept at or slightly above RT, such that sequences that dehybridize based on thermodynamics will also be present in the supernatant solution. This effectively limits the partitioning efficiency (ability to separate target binding sequences from nonbinders), and therefore many selection rounds will be required to remove background sequences. The reported method differs from previous structure-switching aptamer selections due to implementation of negative selection steps, simplified enrichment monitoring, and extension of the length of the capture probe following selection enrichment to provide enhanced stringency. The selected structure-switching aptamers are advantageous in a gold nanoparticle assay platform that reports the presence of a target molecule by the conformational change of the aptamer. The gold nanoparticle assay was applied because it provides a simple, rapid colorimetric readout that is beneficial in a clinical or deployed environment. Design and optimization considerations are presented for the assay as proof-of-principle work in buffer to provide a foundation for further extension of the work toward small molecule biosensing in physiological fluids.

A protocol is provided to select structure-switching aptamers for small molecule targets based on a tunable stringency magnetic bead selection method. Aptamers selected with structure-switching properties are beneficial for assays that require a conformational change to signal the presence of a target, such as the described gold nanoparticle assay.

Un método para la selección de aptámeros Estructura de conmutación Aplicado a una de nanopartículas de oro ensayo colorimétrico

Small molecules provide rich targets for biosensing applications due to their physiological implications as biomarkers of various aspects of human health ...

Design and Development of Aptamer&#8211;Gold Nanoparticle Based Colorimetric Assays for In-the-field Applications

The design and development of an aptamer&#8211;gold nanoparticle (AuNP) colorimetric assay for the detection of small molecules for in-the-field applications was examined. Target selective AuNP based color assays have been developed in controlled proof-of-concept laboratory settings. However, these schemes have not been exerted to a point of failure to determine their practical use beyond laboratory settings. This work describes a generic approach to design, develop, and troubleshoot an aptamer-AuNP colorimetric assay for small molecule analytes and using the assay for in-the-field settings. The assay is advantageous because adsorbed aptamers passivate the nanoparticle surfaces and provide a means to reduce and eliminate false positive responses to non-target analytes. Transitioning this system to practical uses required defining not only the shelf-life of the aptamer-AuNP assay, but establishing methods and procedures for extending the long-term storage capabilities. Also, one of the recognized concerns with colorimetric readout is the burden placed on analysts to accurately identify often subtle changes in color. To lessen the responsibility on analysts in the field, a color analysis protocol was designed to perform the color identification duties without the need for performing this task on laboratory grade equipment. The method for creating and testing the data analysis protocol is described. However to understand and influence the design of adsorbed aptamer assays, the interactions associated with the aptamer, target, and AuNPs require further study. The knowledge gained could lead to tailoring aptamers for improved functionality.

The design and development of an aptamer&#8211;gold nanoparticle colorimetric assay for the detection of small molecules for in-the-field applications was examined. Additionally, a smart-device colorimetric application (app) was validated and long-term storage of the assay was established for use in the field.

Diseño y Desarrollo de aptámeros y oro nanopartículas basados ​​en ensayos colorimétricos para aplicaciones en-el-campo

The design and development of an aptamer&#8211;gold nanoparticle (AuNP) colorimetric assay for the detection of small molecules for in-the-field ...

A Protocol for Using Gene Set Enrichment Analysis to Identify the Appropriate Animal Model for Translational Research

Recent studies that compared transcriptomic datasets of human diseases with datasets from mouse models using traditional gene-to-gene comparison techniques resulted in contradictory conclusions regarding the relevance of animal models for translational research. A major reason for the discrepancies between different gene expression analyses is the arbitrary filtering of differentially expressed genes. Furthermore, the comparison of single genes between different species and platforms often is limited by technical variance, leading to misinterpretation of the con/discordance between data from human and animal models. Thus, standardized approaches for systematic data analysis are needed. To overcome subjective gene filtering and ineffective gene-to-gene comparisons, we recently demonstrated that gene set enrichment analysis (GSEA) has the potential to avoid these problems. Therefore, we developed a standardized protocol for the use of GSEA to distinguish between appropriate and inappropriate animal models for translational research. This protocol is not suitable to predict how to design new model systems a-priori, as it requires existing experimental omics data. However, the protocol describes how to interpret existing data in a standardized manner in order to select the most suitable animal model, thus avoiding unnecessary animal experiments and misleading translational studies.

We provide a standardized protocol for the use of gene set enrichment analysis of transcriptomic data to identify an ideal mouse model for translational research. 
This protocol can be used with DNA microarray and RNA sequencing data and can further be extended to other omics data if data are available.

Un protocolo para el uso de gen Set enriquecimiento análisis para identificar el modelo Animal adecuado para la investigación traslacional

Recent studies that compared transcriptomic datasets of human diseases with datasets from mouse models using traditional gene-to-gene comparison ...

Simple and Effective Administration and Visualization of Microparticles in the Circulatory System of Small Fishes Using Kidney Injection

The systemic administration of micro-size particles into a living organism can be applied for vasculature visualization, drug and vaccine delivery, implantation of transgenic cells and tiny optical sensors. However, intravenous microinjections into small animals, which are mostly used in biological and veterinary laboratories, are very difficult and require trained personnel. Herein, we demonstrate a robust and efficient method for the introduction of microparticles into the circulatory system of adult zebrafish (Danio rerio) by injection into the fish kidney. To visualize the introduced microparticles in the vasculature, we propose a simple intravital imaging technique in fish gills. In vivo monitoring of the zebrafish blood pH was accomplished using an injected microencapsulated fluorescent probe, SNARF-1, to demonstrate one of the possible applications of the described technique. This article provides a detailed description of the encapsulation of pH-sensitive dye and demonstrates the principles of the quick injection and visualization of the obtained microcapsules for in vivo recording of the fluorescent signal. The proposed method of injection is characterized by a low mortality rate (0-20%) and high efficiency (70-90% success), and it is easy to institute using commonly available equipment. All described procedures can be performed on other small fish species, such as guppies and medaka.

This article demonstrates the principles of a quick, minimally invasive injection of fluorescent microparticles into the circulatory system of small fishes and the in vivo visualization of the microparticles in fish blood.

Simple y eficaz administración y visualización de micropartículas en el sistema circulatorio de peces pequeños con inyección de riñón

The systemic administration of micro-size particles into a living organism can be applied for vasculature visualization, drug and vaccine delivery, ...

Medium-throughput Screening Assays for Assessment of Effects on Ca2+-Signaling and Acrosome Reaction in Human Sperm

Ca2+-signaling is essential to normal sperm cell function and male fertility. Similarly, the acrosome reaction is vital for the ability of a human sperm cell to penetrate the zona pellucida and fertilize the egg. It is therefore of great interest to test compounds (e.g., environmental chemicals or drug candidates) for their effect on Ca2+-signaling and acrosome reaction in human sperm either to examine the potential adverse effects on human sperm cell function or to investigate a possible role as a contraceptive. Here, two medium-throughput assays are described: 1) a fluorescence-based assay for assessment of effects on Ca2+-signaling in human sperm, and 2) an image cytometric assay for assessment of acrosome reaction in human sperm. These assays can be used to screen a large number of compounds for effects on Ca2+-signaling and acrosome reaction in human sperm. Furthermore, the assays can be used to generate highly specific dose-response curves of individual compounds, determine potential additivity/synergism for two or more compounds, and to study the pharmacological mode of action through competitive inhibition experiments with CatSper inhibitors.

Medium-throughput Screening Assays for Assessment of Effects on Ca2+-Signaling and Acrosome Reaction in Human Sperm

Here, two medium-throughput assays for assessment of effects on Ca2+-signaling and acrosome reaction in human sperm are described. These assays can be used to quickly and easily screen large amounts of compounds for effects on Ca2+-signaling and acrosome reaction in human sperm.

Rendimiento medio de selección de ensayos para la evaluación de efectos sobre la Ca2 +-señalización y reacción acrosómica en espermatozoides humanos

Ca2+-signaling is essential to normal sperm cell function and male fertility. Similarly, the acrosome reaction is vital for the ability of a human sperm ...

Silencing the Spark: CRISPR/Cas9 Genome Editing in Weakly Electric Fish

Electroreception and electrogenesis have changed in the evolutionary history of vertebrates. There is a striking degree of convergence in these independently derived phenotypes, which share a common genetic architecture. This is perhaps best exemplified by the numerous convergent features of gymnotiforms and mormyrids, two species-rich teleost clades that produce and detect weak electric fields and are called weakly electric fish. In the 50 years since the discovery that weakly electric fish use electricity to sense their surroundings and communicate, a growing community of scientists has gained tremendous insights into evolution of development, systems and circuits neuroscience, cellular physiology, ecology, evolutionary biology, and behavior. More recently, there has been a proliferation of genomic resources for electric fish. Use of these resources has already facilitated important insights with regards to the connection between genotype and phenotype in these species. A major obstacle to integrating genomics data with phenotypic data of weakly electric fish is a present lack of functional genomics tools. We report here a full protocol for performing CRISPR/Cas9 mutagenesis that utilizes endogenous DNA repair mechanisms in weakly electric fish. We demonstrate that this protocol is equally effective in both the mormyrid species Brienomyrus brachyistius and the gymnotiform Brachyhypopomus gauderio by using CRISPR/Cas9 to target indels and point mutations in the first exon of the sodium channel gene scn4aa. Using this protocol, embryos from both species were obtained and genotyped to confirm that the predicted mutations in the first exon of the sodium channel scn4aa were present. The knock-out success phenotype was confirmed with recordings showing reduced electric organ discharge amplitudes when compared to uninjected size-matched controls.

Here, a protocol is presented to produce and rear CRISPR/Cas9 genome knockout electric fish. Outlined in detail are the required molecular biology, breeding, and husbandry requirements for both a gymnotiform and a mormyrid, and injection techniques to produce Cas9-induced indel F0 larvae.

Silenciar la chispa: Edición del genoma CRISPR/Cas9 en peces débilmente eléctricos

Electroreception and electrogenesis have changed in the evolutionary history of vertebrates. There is a striking degree of convergence in these ...

An Air-liquid Interface Bronchial Epithelial Model for Realistic, Repeated Inhalation Exposure to Airborne Particles for Toxicity Testing

For toxicity testing of airborne particles, air-liquid interface (ALI) exposure systems have been developed for in vitro tests in order to mimic realistic exposure conditions. This puts specific demands on the cell culture models. Many cell types are negatively affected by exposure to air (e.g., drying out) and only remain viable for a few days. This limits the exposure conditions that can be used in these models: usually relatively high concentrations are applied as a cloud (i.e., droplets containing particles, which settle down rapidly) within a short period of time. Such experimental conditions do not reflect realistic long-term exposure to low concentrations of particles. To overcome these limitations the use of a human bronchial epithelial cell line, Calu-3 was investigated. These cells can be cultured at ALI conditions for several weeks while retaining a healthy morphology and a stable monolayer with tight junctions. In addition, this bronchial model is suitable for testing the effects of repeated exposures to low, realistic concentrations of airborne particles using an ALI exposure system. This system uses a continuous airflow in contrast to other ALI exposure systems that use a single nebulization producing a cloud. Therefore, the continuous flow system is suitable for repeated and prolonged exposure to airborne particles while continuously monitoring the particle characteristics, exposure concentration, and delivered dose. Taken together, this bronchial model, in combination with the continuous flow exposure system, is able to mimic realistic, repeated inhalation exposure conditions that can be used for toxicity testing.

Described is the cell culture and exposure method of an in vitro bronchial model for realistic, repeated inhalation exposure to particles for toxicity testing.

Un modelo epitelial bronquial de interfaz aire-líquido para la exposición realista y repetida por inhalación a partículas en el aire para pruebas de toxicidad

For toxicity testing of airborne particles, air-liquid interface (ALI) exposure systems have been developed for in vitro tests in order to mimic realistic ...