Imitando una misión espacial a Marte con descarga trasera y carga parcial en ratas
Summary
Mediante el uso de un modelo innovador de analógica terrestre, que son capaces de simular a una misión de espacio incluyendo un viaje a (0 g) y una estancia en Marte (0,38 g) en ratas. Este modelo permite una evaluación longitudinal de los cambios fisiológicos que ocurren durante las dos etapas hipo gravitatorio de la misión.
Abstract
Modelos de roedores terrestres son ampliamente utilizados para comprender las consecuencias fisiológicas del espacio de vuelo en el sistema fisiológico han sido rutinariamente empleadas desde 1979 y el desarrollo de hind extremidad descarga (HLU). Sin embargo, los próximos pasos en la exploración espacial ahora incluyen a los viajes a Marte donde la gravedad es el 38% de la gravedad de la tierra. Ya que ningún ser humano ha experimentado este nivel de gravedad parcial, un modelo sostenible basado en la tierra es necesario investigar cómo reaccionaría el cuerpo, ya deteriorado por el tiempo invertido en la microgravedad, a esta carga parcial. Aquí, utilizamos nuestro modelo innovador parcial de carga (PWB) para imitar a una misión corta y alojarte en Marte para evaluar las deficiencias fisiológicas en los músculos de extremidades inducidos por dos distintos niveles de gravedad reducida que aplica de manera secuencial. Esto podría proporcionar un modelo seguro, en tierra para estudiar las adaptaciones músculo-esqueléticas al cambio gravitacional y establecer contramedidas eficaces para preservar la salud y función de los astronautas.
Introduction
Objetivos de extraterrestres, incluyendo la luna y Marte, representan el futuro de la exploración espacial humana, pero ambos tienen considerablemente más débil gravedad que la tierra. Mientras que las consecuencias de la ingravidez sobre el sistema músculo-esquelético se han estudiado ampliamente en los astronautas1,2,3,4,5 y en roedores6, 7 , 8 , 9, el último gracias a la bien establecida trasera descarga (HLU) modelo10, muy poco se sabe acerca de los efectos de la gravedad parcial. La gravedad marciana es 38% de los de la tierra y este planeta se ha convertido en el foco de la exploración a largo plazo11; por lo tanto, es crucial para entender las alteraciones musculares que pueden ocurrir en esta configuración. Para ello, desarrollamos un sistema de cojinete (PWB) parcial de peso en ratas12, basado en el trabajo anterior realizado en ratones6,13, que fue validada con los resultados de músculo y hueso. Sin embargo, la exploración de Marte será precedida por un período prolongado de la microgravedad, que no se abordó en el modelo anteriormente descrito12. Por lo tanto, en este estudio, hemos alterado nuestro modelo para imitar un viaje a Marte, consta de una primera fase de descarga trasera total y seguida inmediatamente por una segunda fase del cojinete de peso parcial en el 40% de la carga normal.
A diferencia de la mayoría de los modelos HLU, optamos por utilizar un arnés pélvico (basado en el descrito por Chowdhury et al9) en lugar de una suspensión de la cola para mejorar el confort de los animales y debe poder moverse sin problemas y sin esfuerzo de HLU a PLP en cuestión de minutos. En conjunto, hemos utilizado las jaulas y los dispositivos de suspensión que anteriormente desarrollado y había descrito ampliamente12. Además de proporcionar datos confiables/consistentes, también previamente hemos demostrado que el punto de anclaje fijo del sistema de suspensión en el centro de la varilla no impidió que los animales de la mudanza, acicalamiento, alimentación o beber. En este artículo, describiremos Cómo descargar extremidades traseras de los animales (total y parcialmente), verificar sus niveles de gravedad alcanzado, así como para evaluar funcionalmente las resultantes alteraciones musculares con agarre fuerza y húmedo masa muscular. Este modelo sería extremadamente útil para los investigadores que buscan investigar las consecuencias de gravedad parcial (artificial o extraterrestre) en un sistema músculo-esquelético ya comprometido, permitiéndoles investigar cómo los organismos se adaptan a parcial de recarga y para el desarrollo de las contramedidas que podrían ser desarrollados para mantener la salud durante y después de vuelos espaciales tripulados.
Protocol
Representative Results
Discussion
Este modelo presenta el primer análogo terrestre desarrollado para investigar los niveles sucesivos de descargas mecánicos y pretende simular un viaje a y alojarte en Marte.
Muchos pasos de este protocolo son esenciales para garantizar su éxito y deben ser examinados de cerca. En primer lugar, es fundamental para monitorear el bienestar de los animales y asegurar que están manteniendo un comportamiento normal (es decir, realizar tareas como comer, descansar y explorar), particularmente dur…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabajo fue financiado por la National Aeronautics and Space Administration (NASA: NNX16AL36G). Autores quisieran agradecer Semple de Carson para proporcionar los dibujos incluidos en este manuscrito.
Materials
| 10G Insulated Solid Copper Wire | Grainger | 4WYY8 | 100 ft solid building wire with THHN wire type and 10 AWG wire size, black |
| 2 Custom design plexiglass walls | P&K Custom Acrylics Inc. | N/A | 2 clear plexiglass custom wall 3/16" tick, width 12 3/16", height 18 13/16", 1 rounded slot 0.25 in of diameter located at the center top of the wall |
| 3M Transpore Surgical Tape | Fisher Scientific | 18-999-380 | Transpore Surgical Tape |
| Accessory Grasping Bar Rat | Harvard Apparatus | 76-0479 | Accessory grasping bar rat, front or hind paws |
| Analytical Scale | Fisher Scientific | 01-920-251 | OHAUS Adventurer Analytic Balance |
| Animal Scale | ZIEIS by Amazon | N/A | 70 lb capacity digital scale big top 11.5" x 9.3" dura platform z-seal 110V adapter 0.5 ounce accuracy |
| Back Bra Extenders | Luzen by Amazon | N/A | 17 pcs 2 hook 3 rows assorted random color women spacing bra clip extender strap |
| Digital Force Gage | Wagner Instruments | DFE2-010 | 50 N Capacity Digital Grip Force Meter Chatillon DFE II |
| Gauze | Fisher Scientific | 13-761-52 | Non-sterile Cotton Gauze Sponges |
| Key rings and swivel claps | Paxcoo Direct by Amazon | N/A | PaxCoo 100 pcs metal swivel lanyard snap hook with key rings |
| Lobster Claps | Panda Jewelry International Limited by Amazon | N/A | Pandahall 100 pcs grade A stainless steel lobster claw clasps 13x8mm |
| Rat Tether Jacket – Large | Braintree Scientific | RJ L | Rodent Jacket |
| Rat Tether Jacket – Medium | Braintree Scientific | RJ M | Rodent Jacket |
| Silicone tubing | Versilon St Gobain Ceramics and Plastics | ABX00011 | SPX-50 Silicone Tubing |
| Stainless Steel Chains | Super Lover by Amazon | N/A | 4.5m 15FT stainless steel cable chain link in bulk 6x8mm |
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