חולדה מודל מרכזי עייפות בעזרת ששונה שיטת פלטפורמה מרובים
Summary
כאן, אנו מציגים את פרוטוקול להציג מודל עכברוש של מרכזי עייפות בעזרת שונה פלטפורמה מרובים שיטה (MMPM).
Abstract
במאמר זה הצגנו מודל עכברוש של מרכזי עייפות בעזרת שונה פלטפורמה מרובים שיטה (MMPM). תיבת מרובים פלטפורמה תוכנן כמו מיכל מים עם פלטפורמות צר על החלק התחתון. העכברושים דגם היו לשים לתוך הטנק, עמד על הבמות במשך 14 h (18:00-8:00) ליום 21 ימים רצופים, עם קבוצת בקרה הריק להגדיר עבור חדות. בסוף מידול, חולדות בקבוצה מודל הראתה ברור מראה עייף. כדי להעריך את הדגם, ביצענו מספר בדיקות התנהגותית, כולל במגרש הפתוח (למוד), לבחון את גבוהות פלוס מבוך (EPM) בדיקה של הבדיקה ממצה שחייה (ES). התוצאות הראו כי חרדה, ליקוי קוגניציה מרחבית, עניים שריר ביצועים ולאחר שנדחתה פעילות התנדבותית הציג בחולדות דגם לאשר את האבחנה של עייפות המרכזית. שינויים של המוליכות העצבית המרכזית גם לאמת את התוצאה. לסיכום, המודל בהצלחה מדומה עייפות המרכזית ולאחר מחקר עתידי עם המודל עשוי לעזור לחשוף את מנגנון פתולוגי של המחלה.
Introduction
עייפות היא אחד הגורמים העיקריים המאיימים על בריאות האדם1. בעשרות השנים האחרונות, מחקרים שונים הוכיחו כי עייפות הוא המופעלות באופן עקיף אבל מונחה מרכזי, תמיד מלווה עם הפרעות רגשיות, קוגניטיביות. פיזיולוג איטלקי א Mosso הציע לראשונה את המילה עייפות מרכזית2. זה מוגדר בדרך כלל מוגבל פעילות התנדבותית, קוגניציה ירידת ערך עקב תפקוד לקוי של הדחף התמסורת של מערכת העצבים המרכזית (CNS)3. לעומת עייפות שרירים היקפית, עייפות המרכזי מדגיש שינויי מערכת העצבים, כמו גם בהפרעות רגשיות/התנהגותיות הסוגר כולל דיכאון, חרדה, קוגניציה ליקוי של אובדן זיכרון. מחקר אחד מראה כי גורמים רבים יכול לגרום עייפות המרכזית, בין אילו פעילות פיזית מוגזמת, מתח נפשי הם די הכרחית4. באשר בפתוגנזה, תיאוריות כמו טריפטופן-kynurenine מסלול השערה5 מסבירות שינויי מסלולים מסוימים; עם זאת, מחקרים מעמיקים יותר נדרשים עדיין לחשוף את מתאמים המרכזי-ההיקפית של עייפות המרכזית.
כמו המנגנון הבסיסי של עייפות המרכזי הוא עדיין לא ברור, במודל חיה יעיל הוא די חשוב למחקר נוסף. הדגמים עייפות הקיימים הם בעיקר המושרה על ידי פעילות גופנית מוגזמת, כמו הליכונים6 ו שחייה שנטענו משקל7, עם חשש קטן על גורמים נפשיים. כדאי לדמות הפיתוח של מרכזי עייפות, הקבוצה שלנו פיתח מודל עכברוש עם MMPM. במהלך התהליך מידול, חולדות יישאר לעמוד על פלטפורמות צר בתיבת פלטפורמה מרובות במשך שעות ארוכות כולל חלק הזמן לישון. שונים של פעילות גופנית מוגזמת מודלים, המודל MMPM משתמש מניעת שינה חלקי כגורם נפשי תמורת זה מורכב בפתוגנזה של עייפות המרכזית.
מודל הערכה, אנו משתמשים הבדיקות OFT ו- EPM לקבוע חרדה רוח ואת פעילות התנדבותית. הבדיקה ES מבוצע כדי למדוד את ביצועי השרירים ההיקפיים. בנוסף, אנו לקחת את המוח של החולדה, לזהות דופמין (DA) / סרוטונין (5-HT) בתוכן שני hypothalamuses לבחון את ההבדלים נוירוטרנסמיטר מרכזי.
פרוטוקול שיובאו להלן נועד המודל המרכזי עייפות המושרה על ידי פעילות גופנית חוזרת ונשנית, חוסר שינה, מחקה מצב שכיח בחיי האדם. עם זאת, על-ידי התאמת משך מודל, זה יכול לשמש בתחומים רבים אחרים, כמו מחקרי תצפית ומתח שינה. בעתיד מחקר, אנו מקווים כי מודל זה יעזור לגלות עוד שינויים CNS וקשריהם עם מערכת היקפיים, כדי לחשוף את המנגנון הפתוגנזה של עייפות המרכזית.
Protocol
Representative Results
Discussion
MMPM מיועד במקור חסך שינה9. חולדות הן פצח מיכל מים עם פלטפורמות קבוע בתחתית. מונע על ידי הפחד האינסטינקטיבי של מים, חולדות יישאר לעמוד על הפלטפורמות, מתרחשת ללא שינה. המחקר מראה כי שעות שונות של חוסר שינה להוביל שינויים שונים עכברוש התנהגות ומצב רוח, כולל זיהוי לקות10,…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכה על ידי קרן בייג’ינג של מדעי הטבע (No.7162124), שין-אאו הרישמי של רפואה סינית אוניברסיטת בייג’ינג.
Materials
| multiple platform sleep deprivation water tank | Customization,it is provided by the neuroimmunological laboratory of Beijing University of Chinese Medicine | 110cm x 60cm x 40cm. There are 15 plastic small platforms at the bottom. The small platform is 6.5cm in diameter and 8cm high | |
| Wistar rats | Beijing Weitong Lihua Experimental Animal Technology Company | license number SYXK (Beijing) 2016-0011 | Use 32 Wistar healthy male rats ,8 week old (200-210 g) |
| Agilent 1100LC high performance liquid chromatograph | Agilent | G1379A, G1311A, G1313A , G1316A | G1379A, G1311A type chromatographic pump, G1313A automatic sampler, G1316A column temperature box |
| DECADE II SDC electrochemical detector | Dutch ANTEC company | glassy carbon electrode, Ag/AgCl reference electrode, workstations (Clarity CHS) | |
| Biofuge Stratos high-speed refrigeration centrifuge | HERAEUS | ||
| VCX130 ultrasonic fracturing instrument | SONICS | ||
| ACS-ZEAS electronic scale | Phos technology development, Beijing. | The weight of the weighing rats can be accurate to 0.1g. | |
| Open Field Box | Customization,it is provided by the neuroimmunological laboratory of Beijing University of Chinese Medicine | wooden box of open field 100 cm by 100 cm x 40 cm, inside wall and bottom as the gray.The bottom is divided into 25 equal area squares, each of which is 20cm x 20cm, and the 16 grids along the outer wall are the external ones, and the other 9 grids are central.The camera is mounted above the median. | |
| Elevated Plus-maze | Beijing zhongshi dechuang technology development co. LTD. | The open arms and close arms of the cross are composed of 30cm x 5cm x 15cm, and the central area is 5cm x 5cm, with a camera mounted above the center and 45cm high. | |
| rat swimming bucket. | Zhenhua biological instrument equipment co., LTD. Anhui,China. | The volume of plastic drum is 70cm x 30cm x 110cm, which is used for swimming in rats. | |
| Thermometer | Shiya instrument co., LTD., changzhou,China. | Control water temperature | |
| Small water pump | Xincheng technology co., LTD., chengdu,China. | Used for water tank and swimming behavior. | |
| Ethovition3.0 behavioral software. | Nuldus,Netherlands | Measurement analysis of rat behavior videos. |
References
- Ishii, A., Tanaka, M., Yamano, E., Watanabe, Y. The neural substrates of physical fatigue sensation to evaluate ourselves: a magnetoencephalography study. Neurosciences. 261, 60-67 (2014).
- Dalsgaard, M. K., Secher, N. H. The Brain at Work: A Cerebral Metabolic Manifestation of Central Fatigue?. Journal of Neuroscience Research. 85 (15), 3334-3339 (2007).
- Chaudhuri, A., Behan, P. O. Fatigue in neurological disorders. The Lancet. 363, 978-988 (2004).
- Baston, G. Exercise-induced central fatigue: a review of the literature with implications for dance science research. Journal of Dance Medicine & Science. 17 (2), 53-62 (2013).
- Yamashita, M., Yamamoto, T. Tryptophan and Kynurenic Acid May Produce an Amplified Effect in Central Fatigue Induced by Chronic Sleep Disorder. International Journal of Tryptophan Research. 7, 9-14 (2014).
- Lee, S. W., et al. The impact of duration of one bout treadmill exercise on cell proliferation and central fatigue in rats. Journal of Exercise Rehabilitation. 9 (5), 463-469 (2013).
- Su, k. Y., et al. Rutin, a flavonoid and principal component of saussurea involucrata, attenuates physical fatigue in a forced swimming mouse model. International Journal of Medical Sciences. 11 (5), 528-537 (2014).
- Hashemi, F., Laufer, R., Szegi, P., Csomor, V., Kal ász, H., Tekes, K. HPLC determination of brain biogenic amines following treatment with bispyridinium aldoxime K203. Acta Physiologica Hungarica. 101 (1), 40-46 (2014).
- Machado, R. B., Hipo’lide, D. C., Benedito-Silva, A. A., Tufik, S. Sleep deprivation induced by the modified multiple platform technique: quantification of sleep loss and recovery. Brain Research. 1004 (1-2), 45-51 (2004).
- Alzoubi, K. H., Khabour, O. F., Tashtoush, N. H., AI-Azzam, S. I., Mhaidat, N. M. Evaluation of the Effect of Pentoxifylline on Sleep-Deprivation Induced Memory Impairment. Hippocampus. 23 (9), 812-819 (2013).
- Pires, G. N., Tufik, S., Andersen, M. L. Grooming analysis algorithm: Use in the relationship between sleep deprivation and anxiety-like behavior. Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry. 41, 6-10 (2013).
- Yamashita, M., Yamamoto, T. Establishment of a rat model of central fatigue induced by chronic sleep disorder and excessive brain tryptophan. Japanese Journal of Cognitive Neuroscience. 15, 67-74 (2013).
- Arai, M., Yamazaki, M., Inoue, K., Fushiki, T. Effects of intracranial injection of transforming growth factor-beta relevant to central fatigue on the waking electroencephalogram of rats Comparison with effects of exercise. Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry. 26 (2), 307-312 (2002).
- Han, C. X., et al. Distinct behavioral and brain changes after different durations of the modified multiple platform method on rats: An animal model of central fatigue. PloS One. 12 (5), e0176850 (2017).
- Tang, X., Yang, L., Sanford, L. D. Individual variation in sleep and motor activity in rats. Behavioural Brain Research. 180 (1), 62-68 (2007).
- Stanford, S. C. The Open Field Test: reinventing the wheel. Journal of Psychopharmacology. 21 (2), 134-135 (2007).
- Ahn, S. H., et al. Basal anxiety during an open field test is correlated with individual differences in contextually conditioned fear in mice. Animal Cells and Systems. 17 (3), 154 (2013).
- Costa, A. A., Morato, S., Roque, A. C., Tin ós, R. A computational model for exploratory activity of rats with different anxiety levels in elevated plus-maze. Journal of Neuroscience Methods. 236, 44-50 (2014).
- Liu, Z., Wu, Y., Liu, T., Li, R., Xie, M. Serotonin regulation in a rat model of exercise-induced chronic fatigue. Neurosciences. 349, 27-34 (2017).
- Foley, T. E., Fleshner, M. Neuroplasticity of dopamine circuits after exercise: implications for central fatigue. NeuroMolecular Medicine. 10 (2), 67-80 (2008).
- Leite, L. H., Rodrigues, A. G., Soares, D. D., Marubayashi, U., Coimbra, C. C. Central fatigue induced by losartan involves brain serotonin and dopamine content. Medicine & Science in Sports & Exercise. 42 (8), 1469-1476 (2010).
