PET-studier av endringer i hjernens blodperfusjon under dykking hos sel.
Dykkende dyr oppviser en rekke evolusjonære tilpasninger til et dykkende levevis, herunder en oppsiktsvekkende høy toleranse til mangel på oksygen (hypoksi). Studier av mekanismene bak slike tilpasninger vil kunne danne grunnlaget for utvikling av nye terapier for behandling av hypoksipasienter, i tillegg til at slik kunnskap representerer ny grunnleggende viten om naturen og om dyreordener som har en fremtredende rolle både i det marine økosystemet og i mange menneskers bevissthet. Biokjemiske og funksjonelle (elektrofysiologiske) studier av hjernevevets egenskaper har avdekket en del hemmeligheter, men vi vet fortsatt lite om hjernens globale respons til dykk-indusert hypoksi. I forbindelse med et interfakultært forskningsprogram ved UiT (BrainSTORM: PET in targeted brain theranostics and education), hvor moderne imaging (Positron emission tomography (PET)) spiller en sentral rolle, ønsker vi å studere de regionale endringer som inntreffer i perfusjonen av selhjernen når dyret dykker. Forsøk vil gjennomføres som følger:
1) Nyfødte og avvendte unger av klappmyss (Cystophora cristata) innfanges i felt (n=6), fraktes til godkjent forsøksdyranlegg (#89) ved UiT, hvor de holdes i to 40,000 L sjøvannsbasseng.
2) Her vennes de til menneskelig kontakt/håndtering generelt, og til simulert dykking spesielt, som foregår ved at dyrene plasseres på spesialdesignet brett hvor de (ved positive reinforcement – sild) vennes til å legge fastspent i kortere perioder (inntil 60 min) og hvor dykking etter hvert induseres ved plassering av våt klut over snutepartiet. Adekvat dykkrespons og vitale tegn (hjertefrekvens, oksygenering) overvåkes ved hjelp av pulsoksymeter/EKG. Kombineres ved behov med lett sedasjon (i.m. injeksjon Zoletil Forte Vet).
3) Når dyrene oppviser tilstrekkelig tilvenning til prosedyren forberedes de for PET-undersøkelse ved Universitetssykehuset Nord-Norge (UNN): Selene, en av gangen, sederes lett, legges på brett og fraktes per bil (<5 min) til PET-senteret ved UNN. Her kateteriseres det fortsatt sederte dyret via ekstradural intravertebralvenen for å skape en inngang for injisering av adekvat isotop (H2015), for imaging av endringer i regional cerebral blodforsyning. Kateterisert sel på brett, med pulsoksimetrisk overvåkning, plasseres i PET-scanneren, først i ikke-dykkende, ved neste anledning i dykkende (våt-klut-over-snuten), tilstand. I begge tilfeller injiseres isotopen (ca. 150mCi [15O]vann blandet i 40 ml fysiologisk saltløsning) sakte (over 30s), fulgt av gjennomføring av scanning. Under dykking gjentas scanning etter 1 og 6 min. Sistnevnte representerer maksimal eksperimentell dykkvarighet, som er langt lavere enn det unge dyr av klappmyss har kapasitet til (>15 min; Folkow et al. Polar Biol. 33:433-441, 2010). Etter endt øvelse returneres dyrene til bassengene.
4) Etter at prosjektet er fullført (innen 10 måneder etter innfangning) avlives selene for bruk av bl.a. hjernevev i videre in vitro-studier av neuronal hypoksitoleranse.
De forsøk som skal gjennomføres med dyrene, herunder innfangning, transport og opptrening, forventes ikke å ha skadevirkninger hos dyrene og betraktes som lett belastende. 3R: Bruk av dyr kan ikke erstattes, antall dyr er begrenset til det minimum som kreves for statistisk behandling av data, metodikken er nøye vurdert i forhold til muligheten for forbedring.
1) Nyfødte og avvendte unger av klappmyss (Cystophora cristata) innfanges i felt (n=6), fraktes til godkjent forsøksdyranlegg (#89) ved UiT, hvor de holdes i to 40,000 L sjøvannsbasseng.
2) Her vennes de til menneskelig kontakt/håndtering generelt, og til simulert dykking spesielt, som foregår ved at dyrene plasseres på spesialdesignet brett hvor de (ved positive reinforcement – sild) vennes til å legge fastspent i kortere perioder (inntil 60 min) og hvor dykking etter hvert induseres ved plassering av våt klut over snutepartiet. Adekvat dykkrespons og vitale tegn (hjertefrekvens, oksygenering) overvåkes ved hjelp av pulsoksymeter/EKG. Kombineres ved behov med lett sedasjon (i.m. injeksjon Zoletil Forte Vet).
3) Når dyrene oppviser tilstrekkelig tilvenning til prosedyren forberedes de for PET-undersøkelse ved Universitetssykehuset Nord-Norge (UNN): Selene, en av gangen, sederes lett, legges på brett og fraktes per bil (<5 min) til PET-senteret ved UNN. Her kateteriseres det fortsatt sederte dyret via ekstradural intravertebralvenen for å skape en inngang for injisering av adekvat isotop (H2015), for imaging av endringer i regional cerebral blodforsyning. Kateterisert sel på brett, med pulsoksimetrisk overvåkning, plasseres i PET-scanneren, først i ikke-dykkende, ved neste anledning i dykkende (våt-klut-over-snuten), tilstand. I begge tilfeller injiseres isotopen (ca. 150mCi [15O]vann blandet i 40 ml fysiologisk saltløsning) sakte (over 30s), fulgt av gjennomføring av scanning. Under dykking gjentas scanning etter 1 og 6 min. Sistnevnte representerer maksimal eksperimentell dykkvarighet, som er langt lavere enn det unge dyr av klappmyss har kapasitet til (>15 min; Folkow et al. Polar Biol. 33:433-441, 2010). Etter endt øvelse returneres dyrene til bassengene.
4) Etter at prosjektet er fullført (innen 10 måneder etter innfangning) avlives selene for bruk av bl.a. hjernevev i videre in vitro-studier av neuronal hypoksitoleranse.
De forsøk som skal gjennomføres med dyrene, herunder innfangning, transport og opptrening, forventes ikke å ha skadevirkninger hos dyrene og betraktes som lett belastende. 3R: Bruk av dyr kan ikke erstattes, antall dyr er begrenset til det minimum som kreves for statistisk behandling av data, metodikken er nøye vurdert i forhold til muligheten for forbedring.