このプロトコルは、若年性アメリカのロブスターをモデルとして使用して、熱ストレス時の生理学的性能を評価するためのインピーダンス肺撮影の使用を実証する。この技術は、心臓の両側に埋め込まれた2つの電極にわたって小さな振動電流を通過し、筋肉が収縮し、弛緩するにつれて電圧の変化を測定する。この電圧は、1分あたりの拍数に簡単に変換して、温度性能の窓を決定するために評価された温度範囲全体の心拍数をプロットすることができます。
この技術は、低侵襲であり、心臓の性能を直接視覚的に観察することが困難である後期の生物でのリアルタイムデータ収集を可能にする。この方法は、アレニウスブレーク温度またはABTの計算にも焦点を当て、これを非致死的なエンドポイントとして使用して熱限界を決定します。直径約8〜10センチメートルで、長さ40〜70センチメートルの延長線を持つ熱交換コイルを作成するために、自分自身の周りに明確な可鍛性チューブをラップします。
電気テープを使用してコイルを固定します。熱交換コイルを外部電源に取り付け、循環水浴の取り付け具を返します。ホースクランプを使用して接続が確実に固定されていることを確認します。
循環水浴の井戸に逆浸透水を充填し、電源コードをコンセントに差し込みます。水浴をオンにし、熱交換コイルに接続して漏れがないことを確認します。黒色のBNCケーブルをユニットのAC出力に差し込み、チャンネル1ポートを使用してパワーラボのデータロガーに接続して、インピーダンスコンバータを設定します。
サーミスタをTタイプのポッドに差し込み、Tタイプのポッドを電源ラボのデータロガーのチャンネル2ポートに差し込みます。電源ラボのデータ ロガーの電源コードを電源に接続し、USB ケーブル コネクタを使用してデータ ロガーを PC コンピュータに接続します。7.5リットルの人工海水で実験場の順応室を埋める。
ロブスターをプラスチックグリッドに置きます。小さなケーブルタイを使用して、ロブスターの爪と腹部をプラスチックグリッドに慎重に固定します。ペーパータオルでカラパスを乾かし、70%エタノールに浸した綿棒できれいにします。
心膜の両側のカラパスを通して2つの小さな穴を慎重に手で掘削します。滅菌解剖針をそっと挿入して、各穴を仕上げます。カミソリの刃を使用して、ワイヤー断熱材の小さなビットを削り取ります。
鉗子を使用して各ワイヤの先端を慎重に曲げ、新しく掘削された穴のそれぞれに1つを挿入します。スーパーグルーの小さな滴を使用して各ワイヤリードを固定し、5〜10分間乾燥させます。接着剤が乾いたら、ワイヤをインピーダンスコンバータに取り付け、電源を入れます。
ロブスターを順応室に入れ、埋め込まれた電極に15〜20分間順応させます。電源ラボの電源を入れ、コンピュータ上のラボグラフソフトウェアを開きます。[新しい実験] をクリックし、グラフ ビュー画面を開いたままにします。
チャートビューで、チャンネル1のチャンネル機能メニューを探します。メニューから入力アンプを選択し、ACカップリングを選択します。インピーダンスコンバータで、パワーラボの出力に強い信号が観測されるまでゲインとバランスを調整し、バランスをゼロに近く保つことを目指します。
チャンネル2では、リアルタイムの温度データを記録するためにTタイプのポッドを選択します。[スタート]ボタンをクリックすると、電源ラボがデータのログを開始します。取り付けられたロブスターとプラスチックグリッドを慎重に実験場に置き、グリッドの上に熱交換コイルを設定します。
試験対象の視覚的ストレスを軽減するために、実験場に蓋を置く前に、ロブスターの近くにサーミスタを置きます。必要に応じて残高を調整し、トライアルが開始されたことを示すコメントを出力に配置します。出力は実験中に定期的に保存する必要があります。
[ファイル] をクリックし、[名前を付けて保存] を選択して、最初に出力をコンピュータに保存します。実験場の水温を15分ごとに約1.5°Cの速度で上昇させ、再循環水浴の温度を調整して2時間30分の間に12度から30度のランプを達成します。ランプが完成したら、実験場からロブスターを取り出し、約20分間回収浴に入れます。
20分後、電源ラボの出力の停止ボタンを押してファイルを保存します。慎重に電極を取り外し、試験対象を保持タンクに戻す前にケーブルタイを切断します。[ウィンドウ] メニューの [データ パッド] をクリックして、データ パッドを開きます。
列 A をダブルクリックし、選択とアクティブ ポイントをダブルクリックして時間に設定し、時間を選択して、[OK] をクリックしてウィンドウを閉じます。列 B をダブルクリックして [統計] を選択して、データの選択部分の平均温度に設定します。メニューの右側から平均を選択し、メニューのウィンドウの下部にある計算ソースとしてチャンネル2を選択します。列 C をダブルクリックし、選択とアクティブ ポイントを選択します。
選択期間を選択し、[OK] をクリックしてウィンドウを閉じます。列 D をダブルクリックし、周期的測定を選択します。イベント数を選択し、計算ソースとしてチャンネル1を選択し、[OK]をクリックしてウィンドウを閉じます。
これにより、データのピークがカウントされ、データの選択した部分の心拍数が決定されます。列 E をダブルクリックし、周期的測定を選択します。メニュー ウィンドウの下部にある計算ソースとして、平均循環速度とチャネル 1 を選択します。
[OK] をクリックしてウィンドウを閉じると、データの選択した部分に対する心拍数の最終評価が 1 分あたりの拍数になります。データ ファイルに戻り、出力の目的のセクションを強調表示します。コマンドを選択し、データパッドに複数追加します。
時間を選択し、すべてのボックスをチェックし、選択メニューの下に30を入力して、30秒ごとにデータをプルします。現在の選択をクリックし、[追加] をクリックし、データ パッド画面に戻り、[ファイル] と [名前を付けて保存] を選択して、出力を Excel ファイルとして保存します。
データ ファイルを Excel で開きます。温度を摂氏度からケルビンの逆度に変換します。心拍数の自然対数を取り、温度の関数として心拍数をプロットすることによってアレニウスプロットを生成する。
これらのデータを区分回帰に適合させ、交点を決定します。これはアレニウスブレーキ温度またはABTです。これは、電源ラボのデータ ロガーを使用して予想される出力の例です。
電圧は赤で、アリーナ温度は青で示されています。これらのデータは、温度ランプの過程で予想される心拍数の分布を示しています。最後に、実験動物から期待されるアレニウスプロットを示します。
分割回帰に適合し、赤い星はアレニウス破断温度であるそれらの交差を強調します。この手法を使用する場合、心臓のパフォーマンスを正確に記録していることを確認するために、被験者に適切な非難と回復期間を与える必要があります。テスト対象に対して実行する前に、実験に適した温暖化率を判断することも重要です。
このビデオでは温度だけに焦点を当てていますが、この技術は、試験対象を海洋酸性化などの追加ストレッサーに事前に暴露したり、温度ランプを通って実行する前に酸素の入手可能性を低下させることによって、組織生理学に対する環境への影響を理解するために広く適用することができます。
