Methodenartikel

Het effect van anti-vermoeidheid afkooksel op het gedrag en de serologische indicatoren in een centraal vermoeidheidsrattenmodel

922 weergaven

⸱

DOI:

10.3791/66481

⸱

12 april 2024

 ,  ,  ,  , 
1School of Traditional Chinese Medicine, Beijing University of Chinese Medicine

In dit artikel

Samenvatting

Hier introduceren we een protocol om de effecten van anti-vermoeidheidsafkooksel (AFD) op centrale vermoeidheid bij ratten te beoordelen, gemodelleerd door de gemodificeerde meervoudige platformmethode (MMPM) door zowel hun gedragsreacties als serologische markers te monitoren.

Samenvatting

Deze studie had tot doel de effecten van anti-vermoeidheidsafkooksel (AFD) tegen centrale vermoeidheid te beoordelen door het gedrag en de serologische indicatoren van ratten te observeren, gemodelleerd door de gemodificeerde meervoudige platformmethode (MMPM) na medicamenteuze interventie. Grijpkrachtmetingen werden gebruikt om de spierkracht van ratten te evalueren. De open veldtest werd gebruikt om angstachtig gedrag te beoordelen, terwijl de Morris-waterdoolhoftest werd uitgevoerd om de geheugenfunctie van de ratten te evalueren. Na de gedragsbeoordelingen werden serummonsters van ratten verzameld om de concentraties corticosteron (CORT) en melkzuur (LAC) te meten. De concentratie van LAC werd bepaald met behulp van de colorimetrische methode, terwijl de concentratie van CORT werd gemeten met behulp van de enzymgekoppelde immunosorbenttest (ELISA) -methode. Vergeleken met de blanco controlegroep vertoonden ratten na MMPM-modellering een significante vermindering van de grijpkracht en een verminderd geheugenvermogen. De serumanalyse toonde verhoogde niveaus van LAC en CORT in de modelgroep ratten. AFD kan deze nadelige veranderingen tot op zekere hoogte merkbaar omkeren. Deze bevindingen benadrukken de positieve effecten van AFD en co-enzymQ10 op fysieke en cognitieve vaardigheden en veranderingen in serumbiomarkerniveaus van centrale vermoeidheidsratten.

Inleiding

Vermoeidheid is een veelzijdig en niet-specifiek fenomeen dat doorgaans wordt gekenmerkt door gevoelens van vermoeidheid en verminderd vermogen om te functioneren1. Het kan worden geclassificeerd als perifere vermoeidheid, die optreedt op spierniveau, of centrale vermoeidheid, afkomstig van het centrale zenuwstelsel 3,4. Langdurige centrale vermoeidheid kan een belangrijke bijdrage leveren aan psychische problemen, waaronder angst, depressie, psychische problemen en geheugenproblemen 5,6. Ondanks het feit dat het veel leed veroorzaakt, is er een schaarste aan specifieke medicijnen die gericht zijn op centrale vermoeidheid7. Hoewel methylfenidaat, een stimulerend middel voor het centrale zenuwstelsel, tijdelijke verlichting kan bieden, kunnen de bijwerkingen, zoals slapeloosheid en hartkloppingen, de aandoening verergeren 8,9.

In eerdere klinische toepassingen heeft de traditionele Chinese geneeskunde veelbelovende resultaten laten zien bij de behandeling van centrale vermoeidheid, met benaderingen zoals orale afkooksels, acupunctuur en Tai Chi 10,11,12. Anti-vermoeidheid afkooksel (AFD) is een effectieve formule ontwikkeld door professor Li Feng op basis van uitgebreide klinische ervaring en heeft positieve therapeutische effecten aangetoond. Het bestaat uit Astragalus membranaceus (Huangqi), Fructus aurantii (Zhiqiao), Fructus crataegi (Shanzha), Schisandra chinensis (Wuweizi), Angelica sinensis (Danggui) en Dendrobium officinale (Shihu), in een verhouding van 15: 15: 10: 5: 7: 8. AFD-afkooksel werd geconcentreerd tot 110 ml na koken met tien keer het volume gedeïoniseerd water gedurende 1 uur driemaal. In een eerdere studie hebben we een diermodel van centrale vermoeidheid opgesteld met behulp van de Modified Multiple Platform Method (MMPM) en hebben we de manifestatie van centrale vermoeidheid bevestigd via gedragsevaluaties en neurotransmitters van het centrale zenuwstelsel13. In deze studie gebruikten we de AFD-interventie in het diermodel van centrale vermoeidheid om de farmacologische effecten ervan te evalueren door middel van gedragsbeoordelingen.

Protocol

Dit onderzoekswerk houdt zich aan ethische richtlijnen voor dierenwelzijn. De juiste zorg- en huisvestingsomstandigheden werden gehandhaafd om de gezondheid en het welzijn van de dieren te waarborgen, en alle procedures werden goedgekeurd door de institutionele commissie voor dierenverzorging en -gebruik van de Beijing University of Chinese Medicine (BUCM-4-2019041504-2094).

1. Het fokken en groeperen van dieren

OPMERKING: Gedurende het hele onderzoek werd het dierenwelzijn gehandhaafd volgens de 3V's (Reduction, Refinement en Replacement) principes.

  1. Selecteer voor deze studie 54 zes weken oude specifieke pathogeenvrije (SPF) Wistar-ratten met een lichaamsgewicht van 210 g ± 10 g.
  2. Huisvesting van de ratten in de dierenopvang onder gecontroleerde omstandigheden: temperatuur van 23 ± 2 °C, relatieve vochtigheid van 50% en een licht/donkercyclus van 12 uur/12 uur. Laat de dieren 3 dagen acclimatiseren voor het experiment.
  3. Verdeel de ratten willekeurig in een lege controlegroep (gelabeld als "a" in de figuren), een modelgroep (gelabeld als "b" in de figuren), een AFD-lage dosis (AFD-L; gelabeld als "c" in de figuren) groep, een AFD-gemiddelde dosis (AFD-M; gelabeld als "d" in de figuren) groep, een AFD-hoge dosis (AFD-H; gelabeld als "e" in de figuren) groep, een co-enzym Q10 (CoQ10; gelabeld als "f" in de figuren) groep, met 9 ratten in elke groep, met behulp van een willekeurige getallentabelmethode.

2. Modellering en interventie

OPMERKING: De opstelling van dit model was gebaseerd op de eerdere literatuur13.

  1. Gebruik de zelfgemaakte modelleringsdoos (geleverd door het Neuroimmunology Laboratory van de Beijing University of Chinese Medicine).
    LET OP: De modelleerbox heeft een lengte van 110 cm, een breedte van 60 cm en een hoogte van 40 cm. De bodem is bevestigd met 15 ronde platforms (diameter 6,5 cm, hoogte 8 cm). De horizontale afstand tussen de twee platforms is 13 cm en de verticale afstand is 10 cm. De open velddoos heeft een lengte, breedte en hoogte van respectievelijk 100 cm, 100 cm en 35 cm. De bodem is zwart en de muur is donkerblauw. De bodem van de open velddoos is verdeeld in 25 vierkante secties met afmetingen van 25 cm, waarbij de centrale 9 vierkanten worden aangeduid als de centrale zone en de buitenste 16 vierkanten als de perifere zone.
  2. Zorg ervoor dat het waterpeil in het zwembad zich ongeveer 1 cm boven het platform bevindt en dat de watertemperatuur op 23 ± 2 °C wordt gehouden.
  3. Nadat het experiment is begonnen, plaatst u de rat in de doos bedekt met gaas op het oppervlak en drukt u deze met gewichten naar beneden om te voorkomen dat de dieren ontsnappen. Hang voldoende voedsel onder het gaas en zorg voor schoon drinkwater.
  4. Plaats de rat in de modelgroep elke dag om 18:00 uur in de doos en haal hem er de volgende dag om 8:00 uur uit. Droog de rat na elke modelleersessie af en plaats hem terug in een schone kooi. Voer de modellering 21 dagen continu uit.
  5. Maak tijdens het experiment de doos schoon, ververs het water dagelijks en zorg voor voldoende voedsel.
  6. Op de 15edag van het modelleren dienen de middelen elke dag om 10:00 uur gedurende een aaneengesloten periode van 7 dagen toe via maagspoeling.
    1. Dien de AFD-L-groep toe in een dosering van 3,24 g/kg/dag, de AFD-M-groep in een dosering van 6,48 g/kg/dag en de AFD-H-groep in een dosering van 12,96 g/kg/dag. Dien co-enzym Q10 toe in een dosering van 10 mg/kg/d.
    2. Bij toediening van de middelen via maagspoeling, maak dan een suspensie door de vereiste dosis in gedestilleerd water te mengen. Het toedieningsvolume voor elke groep is 10 ml/kg. Geef de blanco en modelgroep dezelfde hoeveelheid gedestilleerd water.
      OPMERKING: De doseringen die aan de ratten werden toegediend, werden berekend met behulp van de body surface area (BSA)-methode en omgerekend volgens de normale therapeutische doseringen voor mensen14.

3. Gedragsbeoordelingen

  1. Grijpkracht van ratten
    1. Pak de staart van de rat vast en plaats deze voorzichtig op de grijpkrachtmeter.
    2. Trek de rat met een gelijkmatige kracht naar achteren en zorg ervoor dat het computersysteem de gegevens correct registreert.
      OPMERKING: Vóór de experimenten werden technici getraind om met de ratten om te gaan om consequent kracht uit te oefenen.
    3. Herhaal dit proces drie keer en bereken het gemiddelde van de drie metingen als de uiteindelijke gripsterktewaarde.
      OPMERKING: Om fouten veroorzaakt door menselijke factoren tot een minimum te beperken, laat u één persoon het hele experiment uitvoeren.
  2. Open veldproef bij ratten
    1. Voer de gedragsexperimenten uit in een slecht verlichte en stille omgeving. Plaats de ratten voor de start van elk experiment gedurende 1 uur aanpassing in de gedragsruimte.
    2. Zorg ervoor dat er drie onderzoekers bij de operatie betrokken zijn en draag zwarte kleding bij het plaatsen of begeleiden van de ratten. Zorg er tijdens het experiment voor dat de onderzoekers de grenzen van de doos niet overschrijden met hun lichaam of armen.
    3. Open de analysesoftware.
      1. Klik op Bestand in het bovenste menu en selecteer Nieuw experiment om een nieuw project te maken. Kies in de arena-instellingen de vorm die overeenkomt met de arena waar de rat zal bewegen.
      2. Teken met de muis de arena op het scherm. Kalibreer de camera en sla de arena-instellingen op.
    4. Laat een tweede onderzoeker, gekleed in zwarte kleding, de rat bij zijn rug vasthouden, plaats hem achtereenvolgens in het midden van het aangewezen gebied en trek snel zijn hand terug.
    5. Start een nieuwe opname. Stel de opnameduur in op 5 min.
    6. Na de observatieperiode van 5 minuten haalt u de rat snel uit de open velddoos en maakt u zijn uitwerpselen schoon. Gebruik 75% alcohol om de open veldbak schoon te maken.
    7. Herhaal het proces voor alle ratten.
    8. Observeer en noteer (1) de totale afgelegde afstand, (2) het aantal kruisingen in de centrale zone: het aantal keren dat de ledematen van de rat elkaar kruisen in centrale rastervierkanten, en (3) de tijd doorgebracht in de centrale zone, d.w.z. de tijd die de rat doorbrengt in de 9 centrale rastervierkanten.
  3. Morris waterdoolhof bij ratten
    1. Voer de gedragsexperimenten uit in een slecht verlichte en stille omgeving. Voordat u met elk experiment begint, plaatst u de ratten 1 uur aanpassing in de gedragsruimte.
      LET OP: De ratten hebben 4 trainingsdagen ondergaan; Op de 5edag begon het formele experiment.
    2. Zorg ervoor dat het waterpeil in het zwembad zich ongeveer 1 cm boven het platform bevindt en dat de watertemperatuur op 23 ± 2 °C wordt gehouden.
    3. Zorg ervoor dat er drie onderzoekers bij de operatie betrokken zijn en draag zwarte kleding bij het plaatsen of begeleiden van de ratten.
    4. Verdeel het waterbad in vier kwadranten. Bevestig een platform in het midden van het tweede kwadrant. Bevestig verschillende gekleurde en gevormde stukjes papier aan het midden van de wanden van elk kwadrant.
    5. Open de analysesoftware.
      1. Klik op Bestand in het bovenste menu en selecteer Nieuw experiment om een nieuw project te maken. Kies in de arena-instellingen de vorm die overeenkomt met de arena waar de rat zal bewegen.
      2. Teken met de muis de arena op het scherm. Kalibreer de camera en sla de arena-instellingen op.
    6. Laat tijdens de leerperiode een andere onderzoeker de rat achtereenvolgens met het gezicht naar de wand van het zwembad in elk kwadrant plaatsen. De volgorde van plaatsing is elke dag als volgt anders:
      1. Plaats de rat op de eerste dag in de volgende volgorde: eerste kwadrant, tweede kwadrant, derde kwadrant, vierde kwadrant.
      2. Plaats de rat op de tweede dag in de volgende volgorde: tweede kwadrant, eerste kwadrant, vierde kwadrant, derde kwadrant.
      3. Plaats de rat op de derde dag in de volgende volgorde: vierde kwadrant, derde kwadrant, tweede kwadrant, eerste kwadrant;
      4. Plaats de rat op de vierde dag in de volgende volgorde: derde kwadrant, eerste kwadrant, vierde kwadrant, tweede kwadrant.
    7. Als de rat het platform niet binnen 120 s vindt, leid hem dan naar het platform en laat hem er 10 s op staan.
    8. Laat na het voltooien van het dagelijkse experiment de derde onderzoeker het water van het lichaam van de rat vegen met een handdoek en droog het af met een haardroger. Voer dit uit in een andere kamer om geluidsinterferentie te voorkomen.
    9. Verwijder in het formele experiment het platform en plaats de rat in het derde kwadrant. Registreer het bewegingstraject van de rat binnen 120 s.
    10. Observeer en registreer (1) de tijd die wordt doorgebracht in het kwadrant waar het platform zich bevond, en (2) de ontsnappingslatentie, de tijd die de rat nodig heeft om het platform te bereiken vanaf het betreden van het waterbassin.

4. Biochemische analyse van het serum

  1. Verwerking van monsters
    OPMERKING: Een vasten op voedsel, maar niet op water, was toegestaan de dag voor de bemonstering.
    1. Verdoof de ratten met een 2% (m/v) natriumpentobarbitaloplossing via intraperitoneale injectie bij 0,5 ml/100 g lichaamsgewicht.
    2. Na volledige anesthesie verzamelt u bloed uit de abdominale aorta met behulp van een bloedafnamevat.
    3. Plaats het volbloed gedurende 2 uur bij kamertemperatuur (RT) en centrifugeer het vervolgens gedurende 20 minuten bij 4 °C, 1522,38 x g om serum te verkrijgen. Aliquote en bewaar het serum bij -80 °C voor verder gebruik.
  2. Melkzuur (LAC) test
    OPMERKING: De concentratie van LAC werd bepaald met behulp van de colorimetrische methode.
    1. Meng de enzymreserveoplossing en de enzymverdunningsoplossing in een volumeverhouding van 1:100 om een enzymwerkoplossing te bereiden.
    2. Bereid de kleurontwikkelaar voor volgens de instructies in de set.
    3. Voeg in een lege buis 20 μL gedestilleerd water toe.
    4. Voeg in een standaardbuis 3 mmol/L standaardoplossing toe.
    5. Voeg in een meetbuisje 20 μL van het monster toe.
    6. Voeg 1 ml enzymwerkoplossing en 0,2 ml kleurontwikkelaar toe aan elke tube. Incubeer gedurende 10 minuten bij 37 °C en voeg dan 2 ml van de stopoplossing toe.
    7. Breng 200 μl van de reactieoplossing over op een ELISA-plaat met 96 putjes. Meet de OD-waarde bij 530 nm. Bereken de LAC-concentratie op basis van de OD-waarden.
      OPMERKING: LAC-concentratie = (monsterputje OD-waarde - blanco putje OD-waarde)/( standaard putje OD-waarde - blanco putje OD-waarde) x standaardoplossingsconcentratie x verdunningsverhoudingsfactor.
  3. Corticosteron-test
    OPMERKING: In de handel gekochte ELISA-kits worden gebruikt om de concentratie cortison in rattenserum te meten.
    1. Verdun voorafgaand aan het experiment de antilichamen geconjugeerd met mierikswortelperoxidase (HRP) en wasoplossing om een werkende oplossing te creëren. Voeg standaardmonsters met concentraties van 0 nmol/l, 5 nmol/l, 15 nmol/l, 30 nmol/l, 60 nmol/l, 120 nmol/l en 240 nmol/l toe aan de gecoate plaat in volumes van 20 μl.
    2. Voeg de serummonsters (20 μl) toe aan de respectievelijke putjes, gevolgd door de toevoeging van 200 μl enzymconjugaat. Schud de plaat grondig en incubeer deze gedurende 60 minuten.
    3. Gooi de reactieoplossing weg en was de plaat driemaal met de wasoplossing (telkens 400 μl). Voeg na het drogen van de plaat op absorberend papier 100 μL van het substraatkleurreagens toe aan elk putje.
    4. Incubeer de plaat gedurende 15 minuten bij RT en voeg vervolgens 50 μl van de stopoplossing toe aan elk putje.
    5. Meet de OD-waarden van elke put bij 450 nm. Gebruik de OD-waarden van de standaardputten om een standaardcurve te genereren en gebruik deze vervolgens om de concentraties van de monsterputten te berekenen.

5. Statistische analyse

  1. Voer statistische analyses uit met behulp van een geschikte softwaretoepassing. Geef de meetgegevens weer als gemiddelde ± standaarddeviatie.
  2. Als de gegevens een normale verdeling volgden en homogeniteit van varianties vertoonden, voer dan een onafhankelijke t-toets uit.
  3. Als de gegevens een normale verdeling volgden, maar geen gelijke varianties hadden, voer dan een benaderende t-toets uit.
  4. Als de gegevens geen normale verdeling volgden, gebruik dan niet-parametrische tests ter vergelijking.
  5. Gebruik de chi-kwadraattoets van Pearson voor de analyse van tellings-/telgegevens.
    OPMERKING: Er is gekozen voor een significantieniveau van α = 0,05, waarbij P < 0,05 statistisch significant wordt genoemd.
  6. Genereer de cijfers met behulp van een geschikte softwaretoepassing.

Resultaten

In vergelijking met de controlegroep vertoonden de ratten in de modelgroep een significante afname van de grijpkracht. De toediening van AFD in lage, gemiddelde en hoge doses was echter allemaal in staat om dit effect op een dosisafhankelijke manier om te keren, zoals weergegeven in figuur 1. Evenzo vertoonde het positieve controlemiddel ook het vermogen om de veranderingen in de grijpkracht om te keren (Figuur 1).

In de open veldtest vertoonden de modelgroepratten verminderingen in de totale afgelegde afstand, het aantal overgangen in de centrale zone en de duur van de verblijftijd in de centrale zone. De toediening van AFD in lage, gemiddelde en hoge doses was in staat om deze effecten op een dosisafhankelijke manier om te keren, zoals weergegeven in figuur 2. Tegelijkertijd was het positieve controlemiddel ook in staat om de symptomen te verlichten (Figuur 2). Heatmaps die de gesuperponeerde trajectfrequenties van de open-veldexperimenten van elke groep tonen, kunnen worden waargenomen in figuur 3.

Tijdens de Morris-waterdoolhoftest vertoonden de ratten van de modelgroep een langere ontsnappingslatentie en een kortere zwemtijd in het doelkwadrant, wat wijst op een slechtere ruimtelijke doorzoekbaarheid. Het positieve controlemiddel, co-enzym Q10, was in staat om de bovengenoemde veranderingen om te keren. Opmerkelijk is dat AFD bij lage, gemiddelde en hoge doses de verlengde ontsnappingslatentie omkeerde, zoals geïllustreerd in figuur 4. Representatieve heatmaps van rattentrajecten in het waterdoolhofexperiment voor elke groep kunnen worden waargenomen in Figuur 5.

In termen van serumspiegels hadden de ratten in de modelgroep verhoogde niveaus van LAC en CORT. De toediening van AFD in lage, gemiddelde en hoge doses keerde deze veranderingen echter om op een dosisafhankelijke manier die vergelijkbaar is met het positieve controlegeneesmiddel, zoals weergegeven in figuur 6.

figure-results-1
Figuur 1: Resultaten van de grijpkracht van elke groep. a: de controlegroep; b: de modelgroep; c: de AFD-L-groep; d: de AFD-M-groep; e: de AFD-H-groep; f: de CoQ10-groep. *p < 0,05 vs. de controlegroep; #p < 0,05 ten opzichte van de modelgroep. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-2
Figuur 2: Experiment in het open veld en meting van het niveau van de locomotorische activiteit. (A) De totale afgelegde afstand. (B) Het aantal grensovergangen in de centrale zone. (C) De duur van de centrale zone is lang. A: De controlegroep; b: de modelgroep; c: de AFD-L-groep; d: de AFD-M-groep; e: de AFD-H-groep; f: de CoQ10-groep. *p < 0,05 vs. de controlegroep; #p < 0,05 ten opzichte van de modelgroep. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-3
Figuur 3: Heatmaps met de gesuperponeerde trajectfrequenties van de openveldexperimenten van elke groep. a: de controlegroep; b: de modelgroep; c: de AFD-L-groep; d: de AFD-M-groep; e: de AFD-H-groep; f: de CoQ10-groep. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-4
Figuur 4: Resultaten van het Morris-waterdoolhofexperiment in elke groep. (A) De ontsnappingslatentie. (B) De zwemtijd in het doelkwadrant. A: De controlegroep; b: de modelgroep; c: de AFD-L-groep; d: de AFD-M-groep; e: de AFD-H-groep; f: de CoQ10-groep. *p < 0,05 vs. de controlegroep; #p < 0,05 ten opzichte van de modelgroep. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-5
Figuur 5: Representatieve heatmaps van de trajecten van ratten in het Morris-waterdoolhofexperiment voor elke groep. a: de controlegroep; b: de modelgroep; c: de AFD-L-groep; d: de AFD-M-groep; e: de AFD-H-groep; f: de CoQ10-groep. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-6
Figuur 6: Resultaten van de serumspiegels van LAC en CORT in elke groep. (A) De serumspiegels van LAC. (B) De serumspiegels van CORT. A: De controlegroep; b: de modelgroep; c: de AFD-L-groep; d: de AFD-M-groep; e: de AFD-H-groep; f: de CoQ10-groep. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Discussie

AFD is samengesteld uit Astragalus membranaceus (Huangqi), Fructus aurantii (Zhiqiao), Fructus crataegi (Shanzha), Schisandra chinensis (Wuweizi), Angelica sinensis (Danggui) en Dendrobium officinale (Shihu), waarvan wordt aangenomen dat het de functie heeft om de milt te verkwikken en de gestagneerde leverenergie te verspreiden in de traditionele Chinese geneeskunde. Ook worden al deze kruiden geacht een gunstig veiligheidsprofiel te hebben en worden ze daarom veel gebruikt als voedsel in China. In eerdere klinische praktijken heeft AFD een goede werkzaamheid aangetoond bij de behandeling van patiënten met centrale vermoeidheid, maar het specifieke therapeutische mechanisme moet nog verder worden onderzocht. Daarom willen we de effecten van AFD op het verbeteren van centrale vermoeidheid valideren door middel van dierproeven en de onderliggende mechanismen verder ophelderen.

Het opstellen van diermodellen die de pathogenese en klinische kenmerken van ziekten nauwkeurig weergeven, is essentieel voor het uitvoeren van farmacologisch onderzoek15. Ons team heeft eerder een rattenmodel opgesteld van centrale vermoeidheid door slaaptekort, wat resulteert in verminderde grijpkracht, angst en verminderd geheugen13. In het vorige onderzoek hebben we echter geen relevante serologische indicatoren kunnen detecteren. Tegelijkertijd versterkt de observatie van significante veranderingen in serumbiomarkers geassocieerd met vermoeidheid de validiteit van dit diermodel als een betrouwbare weergave van centrale vermoeidheid. In deze studie werden verschillende doses AFD gebruikt om in te grijpen in het rattenmodel van centrale vermoeidheid, met co-enzym Q10 (een geneesmiddel waarvan bekend is dat het vermoeidheid verbetert door het energiemetabolisme te verbeteren)16 als positieve controle. Gedragsbeoordeling is een belangrijke stap in het bestuderen van vermoeidheidsgerelateerde dierproeven. Het is dus absoluut noodzakelijk voor onderzoekers om de nauwkeurigheid van deze procedure te waarborgen17. Wanneer een test in het open veld werd uitgevoerd, werden de dieren op een gesloten platform geplaatst, met als doel de veranderingen in hun humeur te beoordelen door de relevante activiteiten te observeren18,19. Morris waterdoolhof is een soort experiment dat proefdieren dwingt om te zwemmen en te leren verborgen platforms in het water te vinden, dat voornamelijk wordt gebruikt om het leer- en geheugenvermogen te evalueren20,21. De modellen van centrale vermoeidheid vertoonden uitgesproken gedragsveranderingen en daarom gebruikten we de twee tests om de veranderingen in het gedrag van ratten te observeren en te beoordelen. De resultaten tonen aan dat de MMPM-modelratten opvallend angstachtig gedrag vertonen en een verminderd vermogen om te leren en te onthouden, wat overeenkomt met de eerdere onderzoeksresultaten13.

Stress kan leiden tot overmatige activering van de hypothalamus-hypofyse-bijnier (HPA) as, wat resulteert in de overproductie van glucocorticoïden22. Langdurige verhogingen van cortisol kunnen onomkeerbare schade toebrengen aan neuronen, wat een belangrijke factor is die bijdraagt aan de ontwikkeling van slapeloosheid, depressie en angst23,24. Deze processen zijn nauw verwant aan het optreden en de ontwikkeling van centrale vermoeidheid, dus er wordt aangenomen dat serumcortisol geassocieerd is met de mate van vermoeidheid25. Diermodellen van centrale vermoeidheid hebben een uitgesproken verhoging van de corticosteronspiegels aangetoond, die effectief kan worden teruggedraaid door interventie met relevante medicijnen26. De bevindingen van deze studie geven aan dat AFD de toename van serumcorticosteron die wordt veroorzaakt door door stress geïnduceerde centrale vermoeidheid effectief kan onderdrukken, met een dosisafhankelijk effect. Deze uitkomst verklaart ook gedeeltelijk waarom AFD angstachtig gedrag kan verbeteren in een centraal vermoeidheidsmodel bij ratten.

Lactaat werd eerder beschouwd als een bijproduct van de skeletspieren. Wanneer de intensiteit van de inspanning toeneemt, overtreft de energiebehoefte de aërobe capaciteit, wat leidt tot een grotere afhankelijkheid van anaëroob metabolisme voor de productie vanATP 27. De ophoping van melkzuur is verantwoordelijk voor het stimuleren van chemische receptoren in de spieren, en deze excitatie wordt overgebracht naar de grote hersenen en wordt een signaal van pijn en vermoeidheid28. Sommige pathologische factoren veroorzaken ook de overproductie van lactaat, waardoor deze reflexboog wordt geactiveerd. Recent klinisch onderzoek beschreef de nauwe relatie tussen het melkzuurgehalte in het serum en de mate van vermoeidheid29. In onze voorgaande observatie vertoonden MMPM-ratten een significante verhoging van het serum in vergelijking met blancocontrole, wat mogelijk wijst op een sterke correlatie tussen de verhoogde lactaatspiegels en spiervermoeidheid die wordt ervaren tijdens het staan op een klein platform. De toepassing van AFD is in staat om de niveaus van melkzuur in serum dat is verzameld bij WMPV-ratten tot op zekere hoogte te verlagen, waardoor de mate van vermoeidheid achtereenvolgens wordt verbeterd.

Concluderend toonde deze studie aan dat AFD de afname van de grijpkracht effectief omkeerde, angst verlichtte en het geheugen verbeterde, mogelijk door het vermogen om het corticosterongehalte te verlagen en het lactaatmetabolisme te verbeteren. Dit artikel zal naar verwachting een sjabloon bieden voor de experimentele studie van TCM tegen centrale vermoeidheid in vivo. De beperking van de studie is dat er geen geavanceerde stap is om de onderbouwing van gerelateerde moleculaire mechanismen te onderzoeken. In de toekomst zullen we de effecten van AFD op het centrale zenuwstelsel blijven onderzoeken en de gerelateerde mechanismen ervan onderzoeken.

Openbaarmakingen

De auteurs verklaren dat er geen belangenconflicten zijn met betrekking tot de publicatie van dit artikel. We hebben geen financiële of persoonlijke relaties met organisaties of individuen die ons onderzoek op ongepaste wijze zouden kunnen beïnvloeden.

Dankbetuigingen

Alle auteurs willen hun dankbaarheid uitspreken voor de steun van de National Natural Science Foundation of China (NO. 81874428) en het onderzoeksproject van de Beijing University of Traditional Chinese Medicine (NO.2023-JYB-JBZD-001).

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
Corticosterone test kitGerman DRG companyEIA4164Stap 4.3
Curve Expert 1.4 softwareCurveExpert ProfessionalVersie 1.4Voor berekening in corticosteron assay
Ethovision software Noldus Information Technology, NederlandVersie 15analysesoftware en videotrackingsysteem
Grip strength test deviceBeijing Zhongshi Di Chuang limited companyZS-ZLStap 3.1
Melkzuur test kitNanjing Jiancheng Bioengineering Research InstituteA019-2-1Stap 4.2
Gewijzigde meervoudige platformmethodeNeuroimmunologie Laboratorium van de Beijing University of Chinese MedicineGeenStap 2.1
Morris water maze test deviceBeijing Zhongshi Di Chuang limited companyZS-MorrisStap 3.3
Open field test deviceBeijing Zhongshi Di Chuang limited companyZS-KCStap 3.2
PrismGraphPad Versie 8Voor het genereren van figuren
SPSS 26.0IBMVersie 26.0Statistische analyse 
Wistar ratten SiPeiFu (Beijing) Biotechnology Co., Ltdlicentienummer: SCXK (Jing) 2019-0010

Referenties

  1. Dukes, J. C., Chakan, M., Mills, A., Marcaurd, M. Approach to fatigue: Best practice. Med Clin North Am. 105 (1), 137-148 (2021).
  2. Zargari Marandi, R., Madeleine, P., Omland, Ø, Vuillerme, N., Samani, A. Eye movement characteristics reflected fatigue development in both young and elderly individuals. Sci Rep. 8 (1), 13148(2018).
  3. Tornero-Aguilera, J. F., Jimenez-Morcillo, J., Rubio-Zarapuz, A., Clemente-Suárez, V. J. Central and peripheral fatigue in physical exercise explained: A narrative review. Int J Environ Res Public Health. 19 (7), 3909(2022).
  4. Dotan, R., Woods, S., Contessa, P. On the reliability and validity of central fatigue determination. Eur J Appl Physiol. 121 (9), 2393-2411 (2021).
  5. AlSaeed, S., et al. Fatigue, depression, and anxiety among ambulating multiple sclerosis patients. Front Immunol. 13, 844461(2022).
  6. Lee, C. H., Giuliani, F. The role of inflammation in depression and fatigue. Front Immunol. 10, 1696(2019).
  7. Meeusen, R., Watson, P., Hasegawa, H., Roelands, B., Piacentini, M. F. Central fatigue: the serotonin hypothesis and beyond. Sports Med. 36 (10), 881-909 (2006).
  8. Nourbakhsh, B., et al. Safety and efficacy of amantadine, modafinil, and methylphenidate for fatigue in multiple sclerosis: a randomised, placebo-controlled, crossover, double-blind trial. Lancet Neurol. 20 (1), 38-48 (2021).
  9. Rojí, R., Centeno, C. The use of methylphenidate to relieve fatigue. Curr Opin Support Palliat Care. 11 (4), 299-305 (2017).
  10. Luo, C., et al. Natural medicines for the treatment of fatigue: Bioactive components, pharmacology, and mechanisms. Pharmacol Res. 148, 104409(2019).
  11. Wang, T., Xu, C., Pan, K., Xiong, H. Acupuncture and moxibustion for chronic fatigue syndrome in traditional Chinese medicine: a systematic review and meta-analysis. BMC Complement Altern Med. 17 (1), 163(2017).
  12. Xiang, Y., Lu, L., Chen, X., Wen, Z. Does Tai Chi relieve fatigue? A systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. PLoS One. 12 (4), e0174872(2017).
  13. Zhang, W., et al. A rat model of central fatigue using a modified multiple platform method. J Vis Exp. (138), e57362(2018).
  14. Drug Ther Bull. Body surface area for adjustment of drug dose. Drug Ther Bull. 48 (3), 33-36 (2010).
  15. Harrison, E. L., Baune, B. T. Modulation of early stress-induced neurobiological changes: a review of behavioural and pharmacological interventions in animal models. Transl Psychiatry. 4 (5), e390(2014).
  16. Sanoobar, M., Dehghan, P., Khalili, M., Azimi, A., Seifar, F. Coenzyme Q10 as a treatment for fatigue and depression in multiple sclerosis patients: A double blind randomized clinical trial. Nutr Neurosci. 19 (3), 138-143 (2016).
  17. Grace, P. M., et al. Behavioral assessment of neuropathic pain, fatigue, and anxiety in experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) and attenuation by interleukin-10 gene therapy. Brain Behav Immun. 59, 49-54 (2017).
  18. Kraeuter, A. K., Guest, P. C., Sarnyai, Z. The open field test for measuring locomotor activity and anxiety-like behavior. Methods Mol Biol. 1916, 99-103 (2019).
  19. Jin, Q., et al. Network and experimental pharmacology to decode the action of wendan decoction against generalized anxiety disorder. Drug Des Devel Ther. 16, 3297-3314 (2022).
  20. Othman, M. Z., Hassan, Z., Che Has, A. T. Morris water maze: a versatile and pertinent tool for assessing spatial learning and memory. Exp Anim. 71 (3), 264-280 (2022).
  21. Bromley-Brits, K., Deng, Y., Song, W. Morris water maze test for learning and memory deficits in Alzheimer's disease model mice. J Vis Exp. (53), e2920(2011).
  22. Richardson, A. E., VanderKaay Tomasulo, M. M. Stress-induced HPA activation in virtual navigation and spatial attention performance. BMC Neurosci. 23 (1), 40(2022).
  23. Mikulska, J., Juszczyk, G., Gawrońska-Grzywacz, M., Herbet, M. HPA axis in the pathomechanism of depression and schizophrenia: New therapeutic strategies based on its participation. Brain Sci. 11 (10), 1298(2021).
  24. Passos, G. S. Insomnia severity is associated with morning cortisol and psychological health. Sleep Sci. 16 (1), 92-96 (2023).
  25. Herane-Vives, A., et al. Cortisol levels in chronic fatigue syndrome and atypical depression measured using hair and saliva specimens. J Affect Disord. 267, 307-314 (2020).
  26. Kang, J. Y., et al. Korean red ginseng ameliorates fatigue via modulation of 5-HT and corticosterone in a sleep-deprived mouse model. Nutrients. 13 (9), 3121(2021).
  27. Rabinowitz, J. D., Enerbäck, S. Lactate: the ugly duckling of energy metabolism. Nat Metab. 2 (7), 566-571 (2020).
  28. Proia, P., Di Liegro, C. M., Schiera, G., Fricano, A., Di Liegro, I. Lactate as a metabolite and a regulator in the central nervous system. Int J Mol Sci. 17 (9), 1450(2016).
  29. Zu, Y., Lu, X., Yu, Q., Yu, L., Li, H., Wang, S. Higher postdialysis lactic acid is associated with postdialysis fatigue in maintenance of hemodialysis patients. Blood Purif. 49 (5), 535-541 (2020).

Herprints en machtigingen

Tags

GrijpkrachtOpen Field-testMorris Water MazemelkzuurcorticosteronspiegelsEnzyme-Linked Immunosorbent Assay

Dit artikel is gepubliceerd

Video binnenkort beschikbaar

Neem contact met ons op
Aanbevelen aan de bibliotheek

Privacy

Gebruiksvoorwaarden

Beleidsoverzicht

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Alle rechten voorbehouden.