후기 무척추 동물에서 심박수의 최소 침습 측정을 위한 임피던스 폐색술

최근 수십 년 동안 온실 가스(즉, 이산화탄소, 메탄 및 아산화질소)가 대기중으로 투입되면서 환경 변화의 광범위한 패턴이 발생했습니다^1. 세계의 바다는 급속하게 온난화^2,,3,생물 생리학에 심각한 영향을 미칠 수있는 추세. 온도는 생리적 속도에 크게 영향을 미치며, 유기체는 성능^4,,5,,6에대한 최적의 온도 범위를 가지고 있습니다. 이와 같이, 개인 온도이 범위를 벗어난 조직에 적절 한 산소 전달을 유지 에 어려움을 발생할 수 있습니다. 이는 온난화된 해양 온도^5,,7에직면하여 호기성 성능 저하로 이어질 가능성이 있다.

실험실 환경에서 환경 변화의 생리적 영향을 이해하는 방법은 열 스트레스의 맥락에서 심장 성능을 검사하는 것입니다. 이것은 예측 된 온난화 조건에 노출이 성능 곡선^5,,6뿐만 아니라 적응 가소성^8에대한 가능성을 변경할 수있는 방법에 대한 통찰력을 제공합니다. 해양 무척추 동물의 심박수를 측정하기 위해 다양한 방법이 성공적으로 구현되었습니다. 그러나, 이러한 기술의 대부분은 외과 적 제거 또는 외골격의 주요⁹조작 및 측정 장치의 장기간 이식을 포함^9,10,,11,이는 시험 대상에 추가 스트레스를 도입하고 실험 전에 성공적인 복구에 필요한 시간을 증가. 더욱이, 덜 침습적인 기술(예를 들어, 시각 관찰, 비디오그래피)은 유기체가 완전하거나 반투명할 수 있는 초기 생활 역사 단계로 제한될 수 있다^12. 더욱이, 추가 도전은 더 기술적으로 진보된 방법론에 정통한 연구자에게 제시될 수 있습니다 (예를 들면, 적외선 트랜스듀서 또는 도플러^관류를통한 관측^8,11).

이 프로토콜은 온도 램핑 실험 동안 심박수의 변화를 평가하기 위한 임피던스 폐렴의 사용을 입증하기 위해 후기 해양 무척추 동물 모델로 미국 랍스터(Homarus americanus)를사용합니다. 임피던스 폐렴법은 심장이 수축하고^13,,14를이완함에 따라 전압의 변화를 측정하기 위해 심낭의 양쪽에 위치한 두 개의 전극을 가로 질러 진동 전류 (AC)를 전달하는 것을 포함합니다. 이 기술은 외골격 바로 아래에 부드럽게 이식되는 작은 전극 (즉, 0.10-0.12 mm 직경)을 사용하기 때문에 최소 침습적입니다. 마지막으로, 데이터 로거를 사용하여 램프 동안 심박수와 수온을 실시간으로 평가합니다.

이 프로토콜은 또한 아레니우스 브레이크 온도(ABT)를 계산하기 위한 지침을 제공하며, 온도가^13,,15증가함에 따라 심박수가 감소하기 시작하는 온도입니다. ABT는 치명적인 한계가 종종 극단적이고 자연^환경에서거의 발생하지 않는 경우로서 임계 열 최대치(CT_max,심장 기능의 상한^5,,6)를측정하는 데 선호될 수 있는 시험 대상자의 열 한계에 대한 비치명적인 지표로서 작용한다 5.