Este protocolo utiliza langostas estadounidenses juveniles como modelo para demostrar el uso de neumografía de impedancia para evaluar el rendimiento fisiológico durante un estrés térmico. Esta técnica pasa una pequeña corriente eléctrica oscilante a través de dos electrodos implantados a ambos lados del corazón y mide el cambio de voltaje a medida que el músculo se contrae y se relaja. Este voltaje se puede convertir fácilmente en latidos por minuto para trazar la frecuencia cardíaca a través del rango de temperatura evaluado para determinar las ventanas de rendimiento térmico.
Esta técnica es mínimamente invasiva y permite la recopilación de datos en tiempo real en organismos de etapa tardía en los que puede ser difícil observar directamente visualmente el rendimiento cardíaco. Este método también se centra en el cálculo de la temperatura de rotura de Arrhenius o ABT y lo utiliza como un punto final no letal para determinar los límites térmicos. Envuelva tubos maleables transparentes alrededor de sí mismo para crear una bobina de intercambio de calor que tiene aproximadamente ocho a 10 centímetros de diámetro y tiene extensiones de 40 a 70 centímetros de largo.
Asegure la bobina con cinta eléctrica. Fije la bobina de intercambio de calor al suministro externo y vuelva a colocar los accesorios del baño de agua circulante. Asegúrese de que la conexión esté segura con abrazaderas de manguera.
Llene el pozo del baño de agua circulante con agua de ósmosis inversa y conecte el cable de alimentación a una toma de corriente. Encienda el baño de agua y asegúrese de que no haya fugas en su conexión a la bobina de intercambio de calor. Configure el convertidor de impedancia conectando el cable BNC negro a la salida de CA de la unidad y conectándolo al registrador de datos del laboratorio de energía utilizando el canal de un puerto.
Conecte el termistor en el pod del tipo T y, a continuación, conecte el pod del tipo T en el puerto del canal dos del registrador de datos del laboratorio de energía. Conecte el cable de alimentación del registrador de datos del laboratorio de alimentación a una fuente de alimentación y conecte el registrador de datos a un ordenador pc mediante el conector de cable USB. Llene la cámara de aclimatación en el ámbito experimental con 7,5 litros de agua de mar artificial.
Coloque la langosta en una rejilla de plástico. Asegure cuidadosamente las garras de langosta y el abdomen a la rejilla de plástico utilizando pequeñas corbatas. Seque el caparazón con una toalla de papel y límpielo con un hisopo de algodón empapado en 70%etanol.
Perforar cuidadosamente dos pequeños agujeros casi a través del caparazón a ambos lados del pericardio. Termine cada orificio insertando suavemente una aguja de disección estéril. Raspa un poco del aislamiento de los cables usando una cuchilla de afeitar.
Doble cuidadosamente la punta de cada cable con fórceps e inserte uno en cada uno de los orificios recién perforados. Asegure cada cable de plomo usando una pequeña gota de superpegamento y deje que se seque durante cinco a 10 minutos. Una vez que el pegamento esté seco, conecte los cables al convertidor de impedancia y enciéndalo.
Coloque la langosta en la cámara de aclimatación y deje que se aclimate a los electrodos implantados durante 15 a 20 minutos. Encienda el laboratorio de energía y abra el software del gráfico de laboratorio en el ordenador. Haga clic en Nuevo experimento y deje abierta la pantalla de vista del gráfico.
En la vista de gráfico, localice el menú de funciones de canal para Canal Uno. Elija el amplificador de entrada en el menú y seleccione Acoplamiento de CA. En el convertidor de impedancia, ajuste la ganancia y el equilibrio hasta que se observe una señal fuerte en la salida del laboratorio de potencia, con el objetivo de mantener la balanza cerca de cero.
En el canal dos seleccione T-type pod para registrar datos de temperatura en tiempo real. Haga clic en el botón Inicio y el laboratorio de energía comenzará a registrar datos. Coloque la rejilla de plástico con la langosta adjunta cuidadosamente en la arena experimental y coloque la bobina de intercambio de calor en la parte superior de la rejilla.
Coloque el termistor cerca de la langosta, antes de colocar la tapa en la arena experimental para reducir el estrés visual en el sujeto de prueba. Ajuste la balanza según sea necesario y coloque un comentario sobre la salida indicando que la prueba ha comenzado. La salida debe guardarse periódicamente a lo largo del experimento.
Haga clic en Archivo y seleccione Guardar como para guardar inicialmente la salida en el equipo. Aumente la temperatura del agua de la arena experimental a una velocidad de aproximadamente 1,5 grados centígrados cada 15 minutos para lograr una rampa de 12 a 30 grados centígrados durante un período de dos horas y 30 minutos ajustando la temperatura del baño de agua de recirculación. Cuando la rampa se haya completado, retire la langosta de la arena experimental y colóquela en un baño de recuperación durante aproximadamente 20 minutos.
Después de 20 minutos, presione el botón de parada en la salida del laboratorio de energía y guarde el archivo. Retire cuidadosamente los electrodos y corte los lazos de los cables antes de devolver el sujeto de prueba a su tanque de retención. Abra el panel de datos haciendo clic en el menú Ventana y seleccionando el panel de datos.
Establezca la columna A en tiempo haciendo doble clic en la columna A y haciendo clic en la selección y punto activo, seleccione la hora y cierre la ventana haciendo clic en Aceptar. Establezca la columna B para que sea la temperatura media sobre la parte seleccionada de los datos haciendo doble clic en la columna B y seleccionando Estadísticas. Seleccione la media en el lado derecho del menú y el canal dos como la fuente de cálculo en la parte inferior de la ventana del menú. Haga doble clic en la columna C y seleccione la selección y el punto activo.
Seleccione la duración de la selección, haga clic en Aceptar para cerrar la ventana. Haga doble clic en la columna D y seleccione mediciones cíclicas. Seleccione recuento de eventos, seleccione el canal uno como origen de cálculo, haga clic en Aceptar para cerrar la ventana.
Esto contará los picos de los datos para determinar la frecuencia cardíaca en una parte seleccionada de los datos. Haga doble clic en la columna E y seleccione mediciones cíclicas. Seleccione la tasa cíclica media y el canal uno como origen de cálculo en la parte inferior de la ventana de menús.
Haga clic en Aceptar para cerrar la ventana y esto proporciona la estimación final de la frecuencia cardíaca como latidos por minuto sobre una parte seleccionada de los datos. Vuelva al archivo de datos y resalte las secciones deseadas de la salida. Seleccione comandos y agregue varios al panel de datos.
Seleccione el tiempo y extraiga los datos cada 30 segundos marcando cada casilla e ingresando 30 en el menú Seleccionar. Haga clic en selección actual y haga clic en Agregar.
Abra el archivo de datos en Excel. Convierta la temperatura de grados Celsius a la inversa de Kelvin. Tome el registro natural de la frecuencia cardíaca, genere una gráfica de Arrhenius trazando la frecuencia cardíaca en función de la temperatura.
Ajuste estos datos con una regresión por pieza y determine el punto de intersección. Esta es la temperatura del freno Arrhenius o ABT. Este es un ejemplo de salida esperada utilizando el registrador de datos de laboratorio de energía.
El voltaje se muestra en rojo y la temperatura de la arena en azul. Estos datos muestran una distribución esperada de la frecuencia cardíaca en el transcurso de una rampa de temperatura. Finalmente, este panel muestra una parcela esperada de Arrhenius de un animal experimental.
En forma de regresión a destajo, la estrella roja resalta su intersección que es la temperatura de rotura de Arrhenius. Al usar esta técnica, es importante permitir que el sujeto de prueba tenga que hacer la aclamación y los períodos de tiempo de recuperación adecuados para asegurarse de que está registrando con precisión el rendimiento cardíaco. También es importante determinar la tasa adecuada de calentamiento para el experimento antes de ejecutar esto en un sujeto de prueba.
Aunque nos centramos únicamente en la temperatura en este video, esta técnica se puede aplicar ampliamente para entender los impactos ambientales en la fisiología del organismo preponiendo sujetos de prueba a factores de estrés adicionales como la acidificación del océano, o la reducción de la disponibilidad de oxígeno antes de ejecutarlos a través de la rampa de temperatura.
