Gebruik van Rotorod als een methode voor de kwalitatieve analyse van Wandelen in Rat

Samenvatting

De rotorod test wordt gebruikt om motor-status te beoordelen in de loopbeweging van hemi-Parkinson ratten analoog.

Samenvatting

De rotorod test, waarin dieren lopen op een roterende trommel, wordt op grote schaal gebruikt om de motor status te beoordelen in het laboratorium knaagdieren. Prestaties worden gemeten met de duur van een dier blijft op de trommel als een functie van de trommel snelheid. Hier hebben we melden dat de opdracht een rijke bron van informatie over de kwalitatieve aspecten van het lopen bewegingen zorgt. Omdat de bewegingen worden uitgevoerd in een vaste locatie, kunnen ze gemakkelijk worden onderzocht met behulp van high-speed video-opname methoden. De huidige studie werd uitgevoerd om het potentieel van de rotorod om kwalitatieve veranderingen zien in de wandel-bewegingen van hemi-Parkinson ratten analoog, geproduceerd door middel van injectie van 6-hydroxydopamine (6-OHDA) in de rechter nigrostriatale bundel naar nigrostriatale dopamine afbrekende stoffen (te onderzoeken DA ). Vanaf de dag na de operatie en vervolgens periodiek gedurende de komende twee maanden, de ratten werden gefilmd vanuit frontaal, lateraal, en posterieure beschouwt als ze liepen op de rotorod. Gedrag werd geanalyseerd door frame-by-frame herhaling van de video-opnamen. Schalen te stappen gedrag aangegeven dat het hemi-Parkinson ratten chronisch waren aangetast in hun houding en in het gebruik van de ledematen contralateraal van de DA-uitputting. De contralaterale ledematen niet alleen weergegeven houdings-en beweging afwijkingen, namen ze deel minder in het initiëren en onderhouden van voortstuwing dan heeft de ipsilaterale ledematen. Deze bevindingen niet alleen onthullen nieuwe tekorten secundair aan eenzijdige DA-uitputting, maar laten ook zien dat de rotorod kan een krachtig instrument voor de kwalitatieve analyse van de beweging te geven.

Protocol

Rotorod lopen apparatuur

De rotorod was een roterende cilinder, 4 cm in diameter, vaste 35 cm boven de grond en ingesloten door transparant plexiglas. De rotorod cilinder was bedekt met getextureerd rubber coating, die de tractie vergemakkelijkt. De vloer van het apparaat was bedekt met een laag schuim om blessures te voorkomen wanneer dieren viel. Een kleine elektromotor die stroom naar de rotorod draaien via een rubberen band. De rotorod was ingesteld om een ​​keer te draaien om de 5 s.

Video-opnamen en kinematica

Een high-speed digitale video camera werd gebruikt om de dieren film, met behulp van een sluitertijd van een 1000 van een seconde. De voorkant, zijkant en achterzijde uitzicht werden gefilmd terwijl het dier liep op de rotorod. Een twee-arm Nikon, MII koude lichtbron en een set van glasvezel lampen werden gebruikt om adequate verlichting te bieden tijdens het opnemen. De tapes werden geanalyseerd frame-by-frame met behulp van een Sony DSR 20 DV CAM deck. Videobeelden werden vastgelegd met behulp van een frame grabber en Macintosh-computer.

Testprocedure en analyses

Met het oog op de verschillen tussen de bewegingen lopen van de 6-OHDA en controle ratten te evalueren, de video-opnamen van post-operatieve dag 15 - waren 30 (na een herstel van het letsel zou kunnen worden naar verwachting grotendeels afgerond) onderzocht door twee onafhankelijke waarnemers blind voor de experimentele omstandigheden. De nigrostriatale 6-OHDA laesie werd geïnduceerd in de rechter hersenhelft, wat resulteert in een duurzame waardeverminderingen in de linker voor-en achterpoten. A rating schaal werd ontwikkeld om te beoordelen de ratten 'houding en de intensivering bewegingen van de voorpoten (Whishaw et al.., 2003). Vijf componenten van stappen werden beoordeeld:

1. houding, was de beoordeling van de houding van het onderzoeken van de positie van de rat op de trommel;
2. lift en de verspreiding, het gedeelte van de tijdelijke cyclus waarin de poot werd opgeheven uit de trommel;
3. dragen, het gedeelte van de tijdelijke cyclus waarin de ledemaat werd gehouden boven de trommel als de rat naar voren;
4. vooraf, het gedeelte van de te bereiken waarin de ledemaat werd uitgebreid tot weer contact met de trommel, en
5. plaatsing, waarbij de poot weer werd geplaatst op de trommel.

De volgende criteria werden gebruikt om een ​​normale beweging te definiëren:

• Houding: Het lichaam van de rat was gericht op de trommel met het hoofd hielden.
• Lift en laat: de schouder, elleboog en pols zijn gebogen het verhogen van de poot van het oppervlak van de trommel.
• Carry: De poot wordt gehouden boven het oppervlak van de trommel, zijn de cijfers losjes gebogen, en het cijfer tips zijn gericht op de middellijn van het lichaam. Advance: De ledematen wordt naar voren uitgebreid met de cijfers overgang van een semiflexed positie om een ​​uitgebreid en open positie.
• Plaatsing: Het onderdeel is uitgebreid op de schouder, elleboog en pols en de cijfers worden geopend om de poot plaats naar voren en op het oppervlak van de trommel, met cijfer 2 (tweede cijfer van de middenlijn) gelegen op ongeveer het midden van de rat lichaam.

Elke beweging werd beoordeeld op een 3-puntsschaal: 1 = / de beweging leek op die van een controle rat, 0,5 = / de beweging schijnt licht afwijkend, en 0 = / de beweging was duidelijk afwijkend (Whishaw et al., 2003.). Deze rating schaal werd vervolgens gebruikt om vijf stappen bewegingen van elke rat op postoperatieve dag 1, 3, 5, 7, 9 en 15 te evalueren. De scores van de vijf maatregelen werden gemiddeld voor elke rat op elke dag, en de resultaten onderworpen aan een ANOVA met dagen als een herhaald te meten.

Overzicht van de rotorod wandelen in 6-OHDA en controle ratten

De beweging schaal werd toegepast op de postoperatieve testsessies voor kwalitatieve bewegingsanalyse. Tijdens de testsessies, de 6-OHDA laesie groep kreeg significant lagere scores dan heeft de controle groep, F (1,8) = 33,2, p <0,001, maar er was geen significant effect van Test Day, noch was er een aanzienlijke groep door Test Day interactie. De scores van de stappen werden vervolgens afzonderlijk geanalyseerd met de voorpoot als een variabele (voor de 6-OHDA ratten de voorpoot contralateraal van het letsel ten opzichte van de voorpoot ipsilaterale aan de laesie, want de controle ratten, de linker poot versus de rechter poot). Er was een significant effect van de voorpoot, F (1,40) = 15.8, p <0,01, en er was een significante interactie van de groep door de voorpoot, F (1,40) = 15.0, p <0,01. Follow-up t-tests bleek dat de contralaterale-to-laesie voorpoot van de 6-OHDA groep significant lager scoort dan de ipsilaterale-to-laesie voorpoot of de voorpoten van de controle ratten, die niet verschillend ontvangen. Om te bepalen welke onderdelen van de beweging hebben bijgedragen aan de slechte scores verkregen door de 6-OHDA groep, de maatregelen van de houdingen de individuele componenten van de tijdelijke cyclus van de ipsilaterale en contralaterale voorpoten van de 6-OHDA groep werden vergeleken met de waarden verkregen uit de controle ratten. De 6-OHDA groep verschilden in houding en alle componenten van de intensivering van de contralaterale ledemaat, maar geen van de componenten van de ipsilaterale ledemaat (p <0,05).

Kwalitatief en beschrijvend van verschillen in de houding in de hand en 6-OHDA ratten

In een controle rat, het hoofd is gehouden in een horizontale positie, en de ondersteunende voorpoot en de achterpoten straddle de trommel de vorming van een ondersteunende boog. De 6-OHDA ratten meestal liep met de kop naar beneden met hun verminderde voorpoten (tegenover de kijker) dichter bij elkaar geplaatst en hoger op de drum oppervlak dan zich voor het ipsilaterale ledematen of de ledematen van de controle ratten (zie video voor een controle rat met score "1" voor houding, en een 6-OHDA laesie dier met een score van "0"). Meestal kan de afwijking in de houding te zien in een oogopslag van de relatieve positie van het hoofd van een rat.

Voorpoot stepping

In de controle-sequentie, is de intensivering voorpoot opgetild door het buigen van de schouder, elleboog en pols. Omdat de ledematen is opgeheven, worden de cijfers losjes gebogen en de ledematen is opgeheven ruim boven het oppervlak van de trommel. Als de ledematen is gevorderd, wordt hij verlengd op de schouders, elleboog en pols en als het wordt geplaatst de cijfers worden uitgebreid en open. In vergelijking met de controle ratten, de amplitude van alle componenten van het DA-uitgeputte ratten contralateraal van laesie ledematen is verzwakt. De ledemaat releases de trommel later, wordt opgeheven minder, en is geavanceerd een kortere afstand dan is de controle voorpoot. Bovendien, als het been wordt opgetild, worden de cijfers gebogen meer, en als het onderdeel is geplaatst, de cijfers worden uitgebreid en opende minder dan die van een controle rat. De controle voorpoot is opgeheven, zodra zij tot de top van de trommel, is de pols gebogen om de poot omhoog en naar voren, en de pols wordt verlengd als het onderdeel vooruitgang. Daarentegen, de 6-OHDA rat contralateraal van laesie voorpoot wordt verder caudaal gedragen door de beweging van de trommel, en dus releases later met de pols nog steeds uitgebreid. Flexie van de pols lijkt te zijn passief en doet zich voor als de cijfers worden naar achteren gedragen door de beweging van de trommel, en wanneer de voorpoot naar voren wordt gebracht, de poot en de onderarm niet duidelijk opgetild oppervlak van de drum. De voorpoot van een controle rat tot ver naar voren en de cijfers te openen als het ledemaat vooruitgang. Aangezien het ledemaat wordt geplaatst, wordt het geplaatst met een arpeggio beweging, met cijfer 5 contact op te nemen het oppervlak van de drum, gevolgd door achtereenvolgens cijfers 4, 3, en 2. Daarentegen is het onderdeel van de 6-OHDA rat opgetild en uitgebreid minder, de cijfers worden verlengd minder, en ze contact opnemen met het oppervlak van de drum bijna gelijktijdig met een 'klap'. De video toont voorpoot stappen bewegingen in een controle dieren die werden gescoord als "1", en voorpoot stap bewegingen in een 6-OHDA laesie dier dat voornamelijk werden gescoord als "0".

Hind ledematen stepping

Waren er ook stoornissen in de contralaterale-to-laesie achterpoten van de 6-OHDA ratten. Als de controle achterste ledematen beweegt naar achteren lijkt te duwen tegen de draaiende trommel en als het dat doet, de tenen naar buiten draaien. Terwijl de ledematen naar voren beweegt, is de voet naar buiten zwaaide. De achterste ledematen van de 6-OHDA rat beweegt direct achteruit met drum rotatie en als er iets, draait iets naar binnen. Terwijl de ledematen naar voren beweegt, is de voet direct overgedragen. De voet van de controle-rat zwaait naar buiten en als het is gevorderd, de tenen worden gehouden hoger dan de enkel en de tenen uit te breiden. Tijdens de controle rat plaatsing, teen 5 contacten het oppervlak van de drum eerste en het gewicht wordt verdeeld over de tenen en palm. In tegenstelling, zijn de tenen van de 6-OHDA rat gebogen tijdens het vervoeren en plaatsen van wordt gemaakt zonder een arpeggio beweging. De tenen van de controle ratten worden vrijgegeven in een omgekeerde arpeggio patroon zoals teen 5 wordt eerst opgeheven en teen 1 wordt opgeheven laatste. Deze beweging werd vermist in de 6-OHDA laesie rat, terwijl de enkel bleef bij haar gebogen houding tijdens het dragen beweging. Opnieuw de opmars bewegingen van de 6-OHDA rat zijn verzwakt, met de ledematen minder exorotated, tilde minder, en geavanceerde minder dan dat van de controle rat. Als controle ratten plaatsen hun tenen, zijn ze uitgebreid en geopend, zodanig dat de teen 5 punten lateraal ten opzichte van het lichaam van de rat. Toe 5 contact op met de trommel eerst gevolgd door de resterende tenen zodanig dat de rat zijn gewicht ondersteund op de teen tips. Voor de 6-OHDA rat, de tenen enigszins gebogen omdat de voet is overgedragen, de tenen zijn lager aan horizontale ten opzichte van de enkel, is er minder opening van de tenen wanneer de voet wordt geplaatst op de trommel. Paslengte is ook enigszins korter dan die van de controle ratten. Om de verschillen tussen de cont kwantificerenrol en 6-OHDA achterste ledematen bewegingen, de componenten van de lift en release, dragen, promotie, en de plaatsing werden beoordeeld op een 3-punts schaal, net als de voorpoten. De maatregelen werden gemaakt van video-opnamen gemaakt op post operatieve dag 20, en drie stappen cycli werden beoordeeld voor elke rat. Er waren significante verschillen, F (1,8) = 47,6, p <0,001. Follow-up t-toetsen op de onderdelen is aangegeven dat alle onderdelen van de controle ratten significant hogere scores ontvangen dan heeft de componenten van de 6-OHDA ratten. De video toont achterste ledematen stap bewegingen in een controle dieren die werden gescoord als "1". Hind ledematen stap bewegingen in de 6-OHDA aangegeven in de video waren vooral gewaardeerd met een score van "0".

Discussie

Het doel van deze studie was om te onderzoeken of de rotorod test voor knaagdieren voortbeweging vaardigheid kan worden gebruikt voor het kwalitatieve onderzoek van de houding, voorpoot stepping en achterste ledematen intensivering in het zenuwstelsel gewond ratten. Voor de analyse, ratten met een unilaterale DA depleties en controle ratten werden opgenomen video vanaf de voorzijde, laterale en achterste uitzicht. A rating schaal van houding en bewegingen voorpoot aangegeven dat het intensiveren van bewegingen chronisch werden na de operati...