Ce protocole utilise des homards juvéniles américains comme modèle pour démontrer l’utilisation de la pneumographie d’impédance pour évaluer les performances physiologiques lors d’un stress thermique. Cette technique passe un petit courant électrique oscillant sur deux électrodes implantées de chaque côté du cœur et mesure le changement de tension au fur et à mesure que le muscle se contracte et se détend. Cette tension peut ensuite être facilement convertie en battements par minute pour tracer la fréquence cardiaque à travers la plage de température évaluée pour déterminer les fenêtres de performance thermique.
Cette technique est mini-invasive et permet la collecte de données en temps réel dans les organismes à un stade avancé dans lequel il peut être difficile d’observer directement visuellement la performance cardiaque. Cette méthode se concentre également sur le calcul de la température de rupture Arrhenius ou ABT et l’utilise comme un point de terminaison non létal pour déterminer les limites thermiques. Enveloppez des tuyaux malléables clairs autour d’elle pour créer une bobine d’échange de chaleur d’environ huit à dix centimètres de diamètre et dont les extensions mesurent de 40 à 70 centimètres de long.
Sécurisez la bobine à l’aide de ruban électrique. Fixez la bobine d’échange de chaleur à l’approvisionnement externe et retournez les raccords du bain d’eau en circulation. Assurez-vous que la connexion est sécurisée à l’aide de pinces à tuyaux.
Remplissez le puits du bain d’eau en circulation avec de l’eau d’osmose inverse et branchez le cordon électrique dans une prise. Allumez le bain d’eau et assurez-vous qu’il n’y a pas de fuites dans sa connexion à la bobine d’échange de chaleur. Configurez le convertisseur d’impedance en branchant le câble BNC noir à la sortie AC de l’appareil et en le connectant au enregistreur de données du laboratoire d’alimentation à l’aide du canal un port.
Branchez le thermistor dans le pod de type T puis branchez la nacelle de type T dans le canal deux ports de l’enregistreur de données de laboratoire d’alimentation. Branchez le cordon d’alimentation de l’enregistreur de données de laboratoire d’alimentation dans une alimentation électrique et connectez l’enregistreur de données à un ordinateur PC à l’aide du connecteur de câble USB. Remplissez la chambre d’aclimation de l’arène expérimentale de 7,5 litres d’eau de mer artificielle.
Déposer le homard sur une grille en plastique. Fixez soigneusement les pinces et l’abdomen des homards sur la grille en plastique à l’aide de petites attaches à câble. Séchez la carapace avec une serviette en papier et nettoyez-la avec un coton-tige trempé dans 70% d’éthanol.
Percez soigneusement à la main deux petits trous près de la carapace de chaque côté du péricarde. Terminer chaque trou en insérant délicatement une aiguille de dissectation stérile. Gratter un petit peu de l’isolation des fils à l’aide d’une lame de rasoir.
Pliez soigneusement la pointe de chaque fil à l’aide de forceps et insérez-en un dans chacun des trous nouvellement forés. Fixez chaque fil à l’aide d’une petite goutte de superglue et laissez-le sécher pendant cinq à dix minutes. Une fois que la colle est sèche, attachez le fil conduit au convertisseur d’impédance et allumez-le.
Placez le homard dans la chambre d’acclimatation et laissez-le s’acclimater aux électrodes implantées pendant 15 à 20 minutes. Allumez le laboratoire d’alimentation et ouvrez le logiciel de diagramme de laboratoire sur l’ordinateur. Cliquez sur Nouvelle expérience et laissez l’écran d’affichage graphique ouvert.
Dans la vue graphique, localisez le menu de fonction du canal pour Channel One. Choisissez l’amplificateur d’entrée dans le menu et sélectionnez couplage AC. Sur le convertisseur d’impedance, ajustez le gain et l’équilibre jusqu’à ce qu’un signal fort soit observé sur la sortie du laboratoire de puissance, dans le but de maintenir l’équilibre près de zéro.
Sur le canal deux capsules de type T sélectionnées pour enregistrer des données de température en temps réel. Cliquez sur le bouton Démarrer et le laboratoire d’alimentation commencera à enregistrer des données. Placez soigneusement la grille en plastique avec le homard attaché sur l’arène expérimentale et réglez la bobine d’échange de chaleur sur le dessus de la grille.
Placez le thermistor près du homard, avant de placer le couvercle sur l’arène expérimentale pour réduire le stress visuel sur le sujet de l’essai. Ajustez l’équilibre au besoin et placez un commentaire sur la sortie indiquant que le procès a commencé. La sortie doit être enregistrée périodiquement tout au long de l’expérience.
Cliquez sur Fichier et sélectionnez Enregistrer Pour enregistrer initialement la sortie sur l’ordinateur. Augmentez la température de l’eau de l’aréna expérimental à une vitesse d’environ 1,5 degré Celsius toutes les 15 minutes pour atteindre une rampe de 12 à 30 degrés Celsius sur une période de deux heures et 30 minutes en ajustant la température du bain d’eau recirculation. Une fois la rampe terminée, retirer le homard de l’aréna expérimental et le placer dans un bain de récupération pendant environ 20 minutes.
Après 20 minutes, appuyez sur le bouton d’arrêt sur la sortie du laboratoire d’alimentation et enregistrez le fichier. Retirez soigneusement les électrodes et coupez les attaches du câble avant de retourner le sujet d’essai à son réservoir de fixation. Ouvrez le bloc de données en cliquant sur le menu Fenêtre et en sélectionnant la garniture de données.
Définissez la colonne A pour être temps en cliquant deux fois sur la colonne A et en cliquant sur la sélection et le point actif, sélectionnez l’heure et fermez la fenêtre en cliquant sur OK. Définissez la colonne B pour qu’elle soit la température moyenne par rapport à la partie sélectionnée des données en cliquant deux fois sur la colonne B et en sélectionnant les statistiques. Sélectionnez moyenne à partir du côté droit du menu et canal deux comme source de calcul au bas de la fenêtre du menu. Double clic sur la colonne C et sélectionnez sélection et Point actif.
Sélectionnez la durée de sélection, cliquez sur OK pour fermer la fenêtre. Double clic sur la colonne D et sélectionnez les mesures cycliques. Sélectionnez le nombre d’événements, sélectionnez le canal un comme source de calcul, cliquez sur OK pour fermer la fenêtre.
Cela comptera les pics des données pour déterminer la fréquence cardiaque sur une partie sélectionnée des données. Double clic sur la colonne E et sélectionnez les mesures cycliques. Sélectionnez le taux cyclique moyen et canalisez-en un comme source de calcul au bas de la fenêtre des menus.
Cliquez sur OK pour fermer la fenêtre, ce qui fournit l’estimation finale de la fréquence cardiaque comme battements par minute sur une partie sélectionnée des données. Retournez au fichier de données et mettez en évidence les sections souhaitées de la sortie. Sélectionnez les commandes et plusieurs ajoutent à la garniture de données.
Sélectionnez l’heure et tirez les données toutes les 30 secondes en cochant chaque case et en entrant 30 sous le menu Select. Cliquez sur la sélection actuelle et cliquez sur Ajouter. Retournez à l’écran du bloc de données et sélectionnez Fichier et sauvegardez pour enregistrer la sortie en tant que fichier Excel.
Ouvrez le fichier de données dans Excel. Convertir la température des degrés Celsius à l’inverse de Kelvin. Prenez le journal naturel de la fréquence cardiaque, générer une parcelle Arrhenius en traçant la fréquence cardiaque en fonction de la température.
Adaptez ces données à une régression à la pièce et déterminez le point d’intersection. C’est la température du frein Arrhenius ou ABT. Il s’agit d’un exemple de sortie attendue à l’aide de l’enregistreur de données de laboratoire d’alimentation.
La tension est indiquée en rouge et la température de l’arène en bleu. Ces données montrent une répartition attendue de la fréquence cardiaque au cours d’une rampe de température. Enfin, ce panneau montre une parcelle d’Arrhenius attendue à partir d’un animal expérimental.
S’adaptant à une régression à la pièce, l’étoile rouge met en évidence leur intersection qui est la température de rupture Arrhenius. Lors de l’utilisation de cette technique, il est important de permettre à votre sujet d’essai d’obtenir des périodes d’acclamation et de récupération adéquates pour vous assurer que vous enregistrez avec précision les performances cardiaques. Il est également important de déterminer le taux approprié de réchauffement pour votre expérience avant de l’exécuter sur un sujet d’essai.
Bien que nous nous concentrions uniquement sur la température dans cette vidéo, cette technique peut être largement appliquée pour comprendre les impacts environnementaux sur la physiologie de l’organisme en exposant les sujets d’essai à d’autres facteurs de stress tels que l’acidification des océans, ou une disponibilité réduite d’oxygène avant de les faire passer par la rampe de température.
