Questo protocollo utilizza le giovani aragoste americane come modello per dimostrare l'uso della pneumografia di impedenza per valutare le prestazioni fisiologiche durante uno stress termico. Questa tecnica passa una piccola corrente elettrica oscillante attraverso due elettrodi impiantati su entrambi i lati del cuore e misura il cambiamento di tensione mentre il muscolo si contrae e si rilassa. Questa tensione può quindi essere facilmente convertita in battiti al minuto per tracciare la frequenza cardiaca attraverso l'intervallo di temperatura valutato per determinare le finestre delle prestazioni termiche.
Questa tecnica è minimamente invasiva e consente la raccolta di dati in tempo reale in organismi in fase avanzata in cui può essere difficile osservare visivamente direttamente le prestazioni cardiache. Questo metodo si concentra anche sul calcolo della temperatura di rottura di Arrhenius o ABT e lo utilizza come endpoint non letale per determinare i limiti termici. Avvolgere tubi malleabili chiari intorno a sé per creare una bobina di scambio termico che ha un diametro di circa otto-10 centimetri e ha estensioni lunghe da 40 a 70 centimetri.
Fissare la bobina utilizzando nastro elettrico. Collegare la bobina di scambio termico ai raccordi esterni di alimentazione e ritorno del bagno d'acqua circolante. Assicurarsi che la connessione sia sicura utilizzando morsetti del tubo.
Riempire il pozzo del bagno d'acqua circolante con acqua osmosi inversa e collegare il cavo di alimentazione a una presa. Accendere il bagno d'acqua e assicurarsi che non vi siano perdite nel suo collegamento alla bobina di scambio termico. Impostare il convertitore di impedenza collegando il cavo BNC nero all'uscita CA dell'unità e collegandolo al data logger del laboratorio di alimentazione utilizzando il canale una porta.
Collegare il termistore al pod di tipo T, quindi collegare il pod di tipo T alla porta di canale due del data logger del laboratorio di alimentazione. Collegare il cavo di alimentazione del data logger del laboratorio di alimentazione a un alimentatore e collegare il data logger a un computer PC utilizzando il connettore del cavo USB. Riempire la camera di acclimatazione nell'arena sperimentale con 7,5 litri di acqua di mare artificiale.
Posizionare l'aragosta su una griglia di plastica. Fissare con cura gli artigli e l'addome delle aragoste alla griglia di plastica utilizzando piccole fascette. Asciugare il carapace con un tovagliolo di carta e pulirlo con un batuffolo di cotone imbevuto di etanolo al 70%.
Praticare con cura due piccoli fori quasi attraverso il carapace su entrambi i lati del pericardio. Finire ogni foro inserendo delicatamente un ago di sezionatura sterile. Raschiare un po 'di isolamento dei fili usando una lama di rasoio.
Piegare con cura la punta di ciascun filo utilizzando le forcep e inserirne una in ciascuno dei fori appena praticati. Fissare ogni filo di piombo utilizzando una piccola goccia di supercolla e lasciarlo asciugare per cinque o 10 minuti. Una volta che la colla è asciutta, attaccare il filo conduce al convertitore di impedenza e accenderlo.
Posizionare l'aragosta nella camera di acclimatazione e consentirgli di acclimatarsi agli elettrodi impiantati per 15-20 minuti. Accendere il power lab e aprire il software del grafico lab sul computer. Fare clic su Nuovo esperimento e lasciare aperta la schermata della visualizzazione grafico.
Nella visualizzazione grafico individuare il menu funzione canale per Canale Uno. Scegliete l'amplificatore di ingresso dal menu e selezionate Accoppiamento CA. Sul convertitore di impedenza, regolare il guadagno e l'equilibrio fino a quando non si osserva un segnale forte sull'uscita del laboratorio di potenza, con l'obiettivo di mantenere l'equilibrio vicino allo zero.
Nel canale due selezionare Pod di tipo T per registrare i dati sulla temperatura in tempo reale. Fare clic sul pulsante Start e il power lab inizierà a registrare i dati. Posizionare la griglia di plastica con l'aragosta attaccata con attenzione sull'arena sperimentale e impostare la bobina di scambio termico sopra la griglia.
Posizionare il termistore vicino all'aragosta, prima di posizionare il coperchio sull'arena sperimentale per ridurre lo stress visivo sul soggetto in esame. Regolare il bilanciamento in base alle esigenze e inserire un commento sull'output che indichi che la prova è iniziata. L'output deve essere salvato periodicamente durante l'esperimento.
Fare clic su File e selezionare Salva con nome per salvare inizialmente l'output nel computer. Aumentare la temperatura dell'acqua dell'arena sperimentale ad una velocità di circa 1,5 gradi Celsius ogni 15 minuti per ottenere una rampa da 12 a 30 gradi Celsius in un periodo di due ore e 30 minuti regolando la temperatura del bagno d'acqua ricircolo. Al termine della rampa, rimuovere l'aragosta dall'arena sperimentale e posizionare in un bagno di recupero per circa 20 minuti.
Dopo 20 minuti, premere il pulsante di arresto sull'uscita del laboratorio di alimentazione e salvare il file. Rimuovere con cura gli elettrodi e tagliare le fascette del cavo prima di restituire il soggetto di prova al serbatoio di tenuta. Aprire il data pad facendo clic sul menu Finestra e selezionando il data pad.
Impostare la colonna A in base all'ora facendo doppio clic sulla colonna A e facendo clic su selezione e punto attivo, selezionare l'ora e chiudere la finestra facendo clic su OK. Impostare la colonna B come temperatura media sulla parte selezionata dei dati facendo doppio clic sulla colonna B e selezionando Statistiche. Selezionare la media dal lato destro del menu e incanalarne due come origine di calcolo nella parte inferiore della finestra del menu. Fare doppio clic sulla colonna C e selezionare selezione e Punto attivo.
Selezionare la durata della selezione, fare clic su OK per chiudere la finestra. Fare doppio clic sulla colonna D e selezionare misurazioni cicliche. Selezionare il conteggio degli eventi, selezionare il canale uno come origine di calcolo, fare clic su OK per chiudere la finestra.
Verranno conteggiati i picchi dei dati per determinare la frequenza cardiaca in una parte selezionata dei dati. Fare doppio clic sulla colonna E e selezionare le misurazioni cicliche. Selezionare la velocità ciclica media e canalizzarne una come origine di calcolo nella parte inferiore della finestra dei menu.
Fare clic su OK per chiudere la finestra e in questo modo viene fornito la stima finale della frequenza cardiaca come battiti al minuto su una parte selezionata dei dati. Tornare al file di dati ed evidenziare le sezioni desiderate dell'output. Selezionare comandi e più componenti aggiuntivi al data pad.
Selezionare il tempo e estrarre i dati ogni 30 secondi selezionando ogni casella e immettendo 30 nel menu Seleziona. Fare clic sulla selezione corrente e su Aggiungi. Tornare alla schermata del blocco dati e selezionare File e Salva con nome per salvare l'output come file di Excel.
Aprire il file di dati in Excel. Convertire la temperatura dai gradi Celsius all'inverso di Kelvin. Prendi il registro naturale della frequenza cardiaca, genera un grafico di Arrhenius tracciando la frequenza cardiaca in funzione della temperatura.
Adattare questi dati con una regressione frammente e determinare il punto di intersezione. Questa è la temperatura del freno Arrhenius o ABT. Questo è un esempio di output previsto utilizzando il data logger di Power Lab.
La tensione è mostrata in rosso e la temperatura dell'arena in blu. Questi dati mostrano una distribuzione prevista della frequenza cardiaca nel corso di una rampa di temperatura. Infine, questo pannello mostra un atteso complotto di Arrhenius da un animale sperimentale.
Adatta a una regressione frammente, la stella rossa evidenzia la loro intersezione che è la temperatura di rottura di Arrhenius. Quando si utilizza questa tecnica, è importante consentire al soggetto del test periodi di acclamazione e recupero adeguati per assicurarsi di registrare con precisione le prestazioni cardiache. È anche importante determinare il tasso appropriato di riscaldamento per l'esperimento prima di eseguono questo su un soggetto di test.
Sebbene ci concentriamo esclusivamente sulla temperatura in questo video, questa tecnica può essere ampiamente applicata per comprendere gli impatti ambientali sulla fisiologia dell'organismo pre esponendo i soggetti di prova a stressanti aggiuntivi come l'acidificazione degli oceani o una ridotta disponibilità di ossigeno prima di farli scorrere attraverso la rampa di temperatura.
