Ранее хорошо зарекомендовали себя только пассивные модели теплового удара. Эта модель теплового удара свободна от серьезных ограничений и более точно имитирует патофизиологию человека. Невозможно эффективно изучить тепловой удар у людей, потому что это опасное для жизни состояние.
Эта доклиническая модель сохраняет клинические характеристики теплового удара человека. Эта методика помогает проверить влияние скорости охлаждения на восстановление после теплового удара при нагрузке, сопутствующие заболевания от приема препарата, а также долгосрочные последствия воздействия теплового удара. Продемонстрировать процедуру будет Джамал Альзахрани, старший аспирант из лаборатории доктора Клантона.
После обезболивания мыши используйте смазку для глаз, такую как мазь Vet, чтобы защитить глаза животного от повреждения или травмы во время операции. Чтобы подготовить место операции, побрейте нижнюю часть живота машинками для стрижки волос мелких животных или коммерчески доступным средством для удаления волос. Вводят первую дозу подкожного 0,1 миллиграмма на килограмм бупренорфина.
Очистите область тремя промывками повидона-йода или хлоргексидина с последующим полосканием 70% изопропиловым спиртом, затем перенесите мышь в хирургическую область, используйте клейкую драпировку для изоляции места операции на мыши. Используя стерильные инструменты в асептической технике, сделайте примерно сантиметровый разрез на средней линии вдоль linea alba примерно в 0,5 сантиметра от реберного края, затем отделите кожу от мышечного слоя и сделайте немного меньший разрез на linea alba, стараясь не повредить кишечник или внутренние органы. Как только мышечный слой будет открыт, поместите стерильный телеметр во внутрибрюшинную полость перед каудальными артериями и венами и спинку к органам пищеварения, чтобы он мог свободно плавать.
Закройте брюшное отверстие стерильным рассасывающимся швом 5-O и закройте кожу с помощью простого прерванного шва с 5-O пролиновым швом. Поместите мышь в чистую клетку с плотной микроволновой грелкой под клетку. Наблюдайте за мышью каждые 15 минут в течение первого часа восстановления после анестезии, а затем возвращайтесь в изолятор для животных.
В ночь перед протоколом теплового удара поместите мышь в камеру окружающей среды при комнатной температуре, чтобы акклиматизироваться в камере. Используйте систему сбора данных для сбора непрерывной температуры ядра или TC, усредненной за 30-секундные интервалы в течение ночи. Утром протокола теплового удара убедитесь, что мышь находится в нормальном диапазоне суточной температуры от 36 до 37,5 градусов по Цельсию, прежде чем повышать температуру камеры, чтобы убедиться, что у мыши нет лихорадки или не было чрезмерного стресса в течение этого периода.
Как только мышь стабилизируется и находится в пределах нормальной температуры ядра в состоянии покоя, удалите пищу и воду и взвесьте животное. Закройте дверцу камеры и увеличьте температуру камеры до 37,5 градусов по Цельсию и относительной влажности от 40 до 50% или желаемой температуры и влажности окружающей среды. Проверьте температуру и влажность в камере с помощью калиброванного монитора температуры и влажности.
Окружите камеру затемненной занавеской, чтобы свести к минимуму свет и помехи во время протокола. Непрерывно контролируйте мышь во время протокола с помощью удаленных ИК-камер. Сфокусируйте вторую камеру на мониторе температуры и влажности, расположенном близко к ходовому колесу.
Внесите коррективы в контроллер для заданного значения камеры окружающей среды, чтобы обеспечить точные показания температуры вблизи животного. Как только камера достигнет своей целевой температуры, измеренной второй камерой на мониторе температуры, быстро откройте дверцу камеры и поместите мышь в принудительное рабочее колесо. Инициируйте протокол принудительного ходового колеса со скоростью 2,5 метра в минуту и увеличивайте скорость на 0,3 метра в минуту каждые 10 минут, пока мышь не достигнет температуры ядра в 41 градус Цельсия.
Как только температура ядра будет достигнута, позвольте скорости оставаться постоянной до тех пор, пока не произойдет ограничение симптомов, характеризующееся очевидной потерей сознания, обратным падением или обмороком и неспособностью продолжать бежать или держаться за руль. Подтвердите точку времени, когда мышь имеет три оборота назад на колесе без признаков физической реакции. Кроме того, можно определить гуманную конечную точку в соответствии с локальными правилами IACUC, чтобы определить, когда остановить протокол.
Эта конечная точка немного выше ограничения симптомов практически у всех мышей. Чтобы выполнить протокол быстрого охлаждения, остановите колесо, как только мышь достигнет ограничения симптомов, и немедленно извлеките мышь из принудительного ходового колеса. Взвесьте мышь и поместите ее обратно в домашнюю клетку, чтобы восстановиться при комнатной температуре.
В течение этого времени оставьте дверцу камеры открытой и верните установленное значение инкубатора к комнатной температуре, чтобы камера быстро остыла, что приводит к долгосрочной выживаемости более 99%. Чтобы выполнить более серьезное воздействие теплового удара, держите клетку животного в камере 37,5 градусов цельсия во время протокола теплового удара. Когда животное достигнет ограничения симптомов, позвольте ему оставаться в беговом колесе до тех пор, пока они не вернутся в сознание, как это наблюдается удаленной камерой, затем быстро извлеките мышь из ходового колеса и верните ее непосредственно в ее предварительно нагретую клетку, чтобы привести к гораздо более медленному профилю охлаждения, по существу устраняя гипотермическую фазу теплового удара.
В течение этого времени снимите верхнюю часть фильтра из клетки, чтобы улучшить равновесие с камерой. Восстановительная клетка, предварительно охлажденная до комнатной температуры, может быть использована для выполнения менее серьезной альтернативной процедуры, чтобы привести к подавленной гипотермической фазе с выживаемостью 100% Для протокола тяжелого теплового удара при физической нагрузке тщательно контролируйте мышей во время восстановления и постоянно проверяйте гуманные конечные точки, включая нормальные движения во время восстановления, такие как груминг, нормальное дыхание и облизывание. Следите за температурой ядра в течение этого времени.
Мыши вряд ли выздоровеют, если их температура ядра изменит направление во время фазы восстановления, в конечном итоге превысив 40 градусов по Цельсию. В таком случае прекратите эксперимент и продолжайте оценивать мышь на предмет стандартных гуманных конечных точек. Типичные профили терморегуляции в течение всего протокола теплового удара при раннем восстановлении мыши состоят из четырех различных фаз, которые можно определить как стадию нагрева камеры, стадию инкрементального упражнения, стадию тренировки в устойчивом состоянии и стадию восстановления быстрым или медленным методом охлаждения.
Для суровой модели температурный профиль восстановления показал, что температура ядра оставалась выше 37 градусов по Цельсию в течение двухчасового периода восстановления. Самки мышей были более устойчивы к тепловому удару в этой модели и пробегали почти в два раза большие расстояния, чем самцы мышей. Никакой разницы не наблюдалось во времени, необходимом для восстановления до 39,5 градусов по Цельсию в двух моделях.
Однако время охлаждения до температуры окружающей среды в 37,5 градусов по Цельсию было значительно продлено. Самое главное – это тщательное наблюдение за животными в любое время послеоперационного и послестражного теплового удара. Этот метод помог изучить долгосрочные последствия воздействия теплового удара до нескольких месяцев, а также позволил измерить влияние дополнительных факторов при заболевании тепловым ударом, таких как прием нестероидных противовоспалительных препаратов и эпигенетики.
