Summary
Her presenterer vi en protokoll for å innføre en rotte modell av sentral fatigue bruker endret flere plattform metoden (MMPM).
Abstract
I denne artikkelen vi innført en rotte modell av sentral fatigue bruker endret flere plattform metoden (MMPM). Boksen flere plattformen ble utformet som en vanntank med smale plattformer på bunnen. Modell rotter ble satt på tanken og sto på plattformene for 14 h (18:00-8:00) per dag for en 21 dager, med en tom kontrollgruppe angitt for kontrast. På slutten av modellering, rotter i modellgruppen viste en tydelig trett utseende. For å vurdere modellen, vi utført flere atferdsmessige tester, inkludert feltet åpen test (ofte), forhøyet pluss labyrinten (EPM) test, og uttømmende svømming (ES) testen. Resultatene viste at angst, romlig kognisjon svekkelse, fattige muskel ytelse og avslått frivillig aktivitet i modellen rotter bekrefte diagnosen sentral fatigue. Endringer av de sentrale nevrotransmittere også bekreftet resultatet. Avslutningsvis modellen er simulert sentral fatigue, og fremtidige studie med modellen kan bidra til å avsløre patologisk mekanismen av sykdommen.
Introduction
Trøtthet er en av de viktigste faktorene som truer helse1. I de siste tiårene, har ulike undersøkelser vist at trøtthet er perifert utløst men sentralt-drevet og alltid sammen med emosjonelle og kognitive lidelser. Italiensk fysiolog A. Mosso først foreslått ordet sentral Fatigue2. Det er vanligvis definert som begrenset frivillig aktivitet og kognisjon svekkelse på grunn av dysfunksjon av impuls overføring i sentralnervesystemet (CNS)3. Sammenlignet med eksterne muskeltretthet, fremhever sentral fatigue endringer i CNS, samt den påfølgende emosjonelle/atferdsmessige forstyrrelser, inkludert depresjon, angst, kognisjon verdifall og hukommelsestap. En studie viser at mange faktorer kan indusere sentral fatigue, blant som overdreven fysisk aktivitet og psykisk stress er helt uunnværlig4. Som for patogenesen forklare teorier som tryptofan-kynurenine veien hypotesen5 endringer i bestemte baner; grundigere studier er imidlertid fremdeles nødvendig å avsløre sentral-tilleggsutstyr sammenhenger av sentral fatigue.
Den underliggende mekanismen av sentral fatigue er fortsatt uklart, er en effektiv dyremodell ganske viktig for videre forskning. Eksisterende tretthet modeller er hovedsakelig forårsaket av overdreven trening, som tredemøller6 og vekt-lastet svømming7, med liten bekymring på mental faktorer. For å bedre simulere utviklingen av sentral fatigue, utviklet vår gruppe en rotte modell med MMPM. Under modelleringsprosessen forbli rotter stående på smale plattformer i boksen mangfoldig plattform for lange timer del av dvaleinnstillinger. Forskjellig fra overdreven trening modeller, bruker MMPM modellen delvis søvnmangel som en mental faktor behandling komplekse patogenesen av sentral fatigue.
Modell evaluering bruker vi ofte og EPM-tester til å bestemme angst humør og frivillig aktivitet. ES testen utføres for å måle perifere muskel ytelsen. Dessuten, vi tar rottas hjernen og oppdage dopamin (DA) / serotonin (5-HT) innhold i begge hypothalamuses å observere sentrale nevrotransmitter forskjellene.
Protokollen nedenfor er beregnet på modellen sentral fatigue indusert av gjentatte fysiske aktivitet og mangel på søvn, etterligne en vanlig tilstand i menneskers liv. Imidlertid ved å justere hele modellen, kan den brukes i mange andre felt, som i søvn observasjon og stress studier. I fremtid forskning, vi håper at denne modellen vil hjelpe oppdage flere CNS endringer og deres forbindelse med eksterne systemet, å avsløre patogenesen mekanisme sentral fatigue.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alle dyrene ble opprettholdt i henhold til veiledning av kinesiske lovgivningen på etisk bruk og omsorg forsøksdyr.
1. pre modellering forberedelse
-
Laboratoriet forberedelse
- Kjør UV-lampen i minst 30 min før eksperimentet.
- Kontrollere lab temperaturen på 25 ± 3 ° C, og relativ luftfuktighet rundt 30%.
- Slå på laboratoriet lys på 6:00 og slå den av på 18:00 å etablere en 12 h/12 h lys/mørke syklus.
-
Flere plattform Bokskonstruksjon
- Konstruere en ugjennomsiktig plast tank uten en cover av 110 × 60 × 40 cm3.
- Fastsette femten sirkulær plattformer (h = 8 cm, d = 6,5 cm) på bunnen av akvariet, som ryddig distribuere i tre rader og fem kolonner. La nok plass mellom hver plattform, omtrent 10 cm mellom kolonnene og 13 cm mellom rader.
- Angi en LENSEHULL på den laterale siden av tanken og installere en tappekran.
- Gjøre en jern-wire netting dekke for akvariet med en mat-boks henger på det.
-
Gruppering og bolig rotter
Merk: Wistar hannrotter 8 uker gamle, veier ca 200-210 g, brukes i eksperimentet. Rotter lever i grupper under av modellering.- Nummer rottene hale røtter med markør penn.
- Veie rotter, utelukke det ekstremt lys eller tunge seg og dele resten tilfeldig i modellen og kontroll grupper.
- Sette rotter forsiktig i ren merdene og tillate dem å acclimate til laboratoriet i minst 3 dager. Gi tilstrekkelig vann og matforsyningen.
2. modellering med MMPM
Merk: Prosessen starter kl 18:00 og slutter kl 08:00 neste dag, totalt 14 h per dag, over 21 dager. For å unngå forstyrrelser faktorer, er samme person nødvendig for å gjennomføre hele eksperimentet, mens iført samme Laboratoriefrakk. 10 Wistar rotter brukes i eksperimentet.
- Plass tanken på et flatt underlag, f.eks, gulvet. Fyll tanken med ca 7 cm (25 ± 3 ° C) vann, ca 1 cm nedenfor plattformen flat.
- Klargjør nok mat og drikke for alle rottene i tanken for 1 dag. Sette fôr og vann i boksen mat og henge den på forsiden.
Merk: Noen smart rotter Lær å hvile på boksen mat. Hvis ja, drive dem tilbake i tanken. - Ta modell gruppe rotter ut av buret, ta dem av halen, og sette dem forsiktig inn i tanken. Start alle rottene i vannet istedet for plattformene å motivere sin frykt for vann. Kontroller at hver rotta får en plattform å stå på mens rotter av kontrollgruppen bo i deres opprinnelige bur med tilstrekkelig mat og vann.
- Dekke akvariet. Overvåke rotter for å unngå utilsiktet skade. Hvis en rotten forblir i vann for mer enn 1 time uten å klatre på plattformen, plukke den ut av tanken og fjerne den fra testen.
- Etter 14 h, ta modell rotter ut av tanken og tørr håret med en tørketrommel. Re-Mark rottene hale hvis det forsvinner. Returnere rotter til deres opprinnelige burene og gi dem tilstrekkelig mat og vann.
- Tømme hvert hjørne av tanken. Heve en side av akvariet og åpne kranen å utløp kloakk.
- Sterilisere tanken med 75% etanol spray og føre til UV-lyset.
3. modell vurdering: Atferdsmessige Test
Merk: Alle testene utføres i atferdsdata lab. Støy- og ekstra er ikke tillatt under testen å unngå forstyrrelser. Hvis mulig, bruk eller de samme personene til å utføre hver test. En mørk belegge og hansker kreves for grå skala anerkjennelse i bildebehandling. Utføre ofte først som det har minst effekt på rotte atferd.
-
OFTE
- Sjekk opptakeren over åpne boksen å sikre at den er riktig koblet til arbeidsstasjonen og dekker hvert hjørne av boksen. Innstille belysningen for å eliminere skygger i boksen.
- Flytte rotter i atferdsdata lab i deres opprinnelige burene. Tillate dem å acclimate minst 1t før testen.
- Feilfri og rense boksen med 75% etanol slik at det er ingen ekskrementer eller lukt igjen fra tidligere eksperiment.
- Fjern en rotten fra buret av ryggen og sette den forsiktig i det sentrale området av boksen. Raskt retrett våpen fra boksen for ikke å blokkere skutt.
- Inn rottas tall og starte innspillingen. Telle og registrere antallet rottas loddrett aktiviteter, inkludert oppdrett og klatring.
- Etter 5 min, stoppe innspillingen, ta rotta ut av boksen og gå tilbake til buret.
- Gjenta trinn 3.1.3 - 3.1.6 til alle rottene har fullført testen.
-
EPM
- Utføre forhåndskontroll og acclimation trinnene for ofte (trinn 3.1.1 - 3.1.2).
- Fjern en rotten fra buret av ryggen og si det forsiktig på den kryss delen av de to armene. Land rotta mot venstre åpne arm og forlate raskt for ikke å blokkere skutt.
- Inn rottas tall og starte innspillingen. Telle og registrere antallet ulike arm innganger. Hvis rotta faller av labyrinten i testen, plukke den opp og sende den tilbake til labyrinten. Registrer detaljert informasjon for dataanalyse.
- Etter 5 min, stoppe innspillingen, ta rotta ut og returnere det til buret.
- Fjerne på ekskrementer og tørk labyrinten med 75% etanol å fjerne den tidligere rotte lukt.
- Gjenta trinn 3.2.2 - 3.2.5 til alle rottene har fullført testen.
-
ES-test
- Fyll på svømming (70 × 30 × 110 cm3) med 80 cm varm (25 ± 3 ° C) vann.
Merk: Hvis det er en termostat i tanken, bør temperaturen settes rundt 37 ° C, hvilke er analog med det rotten kroppstemperatur. Hvis ikke, setter den til romtemperatur å holde det konstant. - Gjøre en belastning for hver rotte med pin bunter og binde den forsiktig på halen roten. Belastningen veier 10% av rottes vekt.
- Ta en rotte av halen og kaste den i svømming tanken. Hvis rotter klynge eller klamre seg til veggen, beskikket dem og drive dem tilbake til vannet.
- Starte timing i øyeblikket når rotta er satt i vann og stopp timing når det er oppbrukt, som er vist som å karre seg ut av vannet med munn og nese neden for vannet for mer enn 10 s.
Merk: Noen ganger utmattelse og drukning oppstår plutselig. Vær sikker på har nok forskere å fortegnelse og bevare dyret samtidig. - Fjerne utslitt rotter av vannet uten å forstyrre andre. Tørr håret, re-Mark sine tall, og sende dem tilbake til buret.
- Endre vannet i akvariet når en gruppe er fullført. Når alle rottene er ferdig, tømme svømming tanken, og rengjøres og steriliseres med etanol og UV-lyset.
- Fyll på svømming (70 × 30 × 110 cm3) med 80 cm varm (25 ± 3 ° C) vann.
4. modell vurdering: Sentrale nevrotransmitter gjenkjenning
- Bedøve rotte med intra peritoneal injeksjon av 10% chloral hydrat (3 mL/kg) før det er bevisstløs.
- Halshugge rotta.
- Foreta en langsgående snitt langs post medial, åpne kraniet på begge sider og utsette hjernen. Snu kraniet, fjerne hjernen og sette hjernen på en isen bag.
- Separate og fjerne hypothalamus, som er det diamant-formet området i den sentrale delen av bunnen av hjernen som har en klare grenser med omkringliggende vev. Legg den i et sterilt rør og fryse den med flytende nitrogen. Lagre alle prøvene i-80 ° C kjøleskap.
- Oppdage DA og 5-HT i hypothalamus med høy ytelse flytende kromatografi (HPLC)8.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Vi beskriver en rotte modell av sentral fatigue bruker MMPM. 24 Wistar rotter er tilfeldig delt i kontrollgruppen og modellgruppen 12 rotter i hver gruppe. Modell apparatet er utformet som en vanntank med smale plattformer på bunnen (figur 1). Modell rotter stå på plattformene 14 h per dag, inkludert delvis sove tid, for 21 dager (figur 2).
Atferdsmessige testene utføres etter modellering å vurdere de emosjonelle og fysiske endringene i rotter. OFTE resultatet (Figur 3) viser at, sammenlignet med kontrollgruppen (n = 10), det er en betydelig reduksjon i både oppdrett bevegelse og gjennomsnittlig hastighet frivillig aktivitet (p < 0,05, p < 0,01) i modell rotter (n = 10), og tydelig økning i ventetid ut ring inngangen (p < 0,01). EPM testen (Figur 4) viser at 21 dager modellering redusert både hyppigheten av åpne arm oppføringer og varighet i åpne arm betydelig sammenlignet med kontrollgruppen (n = 10) (p < 0,05, p < 0,01), mens det var en økning i både Lukk arm oppføringer og varighet i nærheten arm (p < 0,05). Resultatet av ES-test (figur 5) viser at svømming varigheten av modellgruppen (n = 10) er betydelig kortere enn kontrollgruppen (n = 10) (p < 0,001).
Neste, vi oppdage DA og 5-HT innhold i begge hypothalamuses å observere sentrale nevrotransmitter forskjellene. Resultater (figur 6) viser at DA i hypotalamus og forholdet mellom DA til 5-HT betydelig nedgang i modellgruppen (n = 10) sammenlignet med kontrollgruppen (n = 10) (p < 0,05, p < 0,01), mens 5-HT innholdet øker signifikant (p < 0,05).
Figur 1: skjematisk for boksen mangfoldig plattform. (A) foran vise. (B) ovenfra. Boksen mangfoldig plattform er en coverless plast tank (110 × 60 × 40 cm3) med femten akryl plattformer fast nederst og en tappekran på den laterale siden. Hver plattform består av en søyle og en sirkulær flat (d = 6,5 cm) plattform større enn de pilar. Plattformene (h = 8 cm) distribuere i tre rader og fem kolonner. De tilstøtende plattformene er 10 cm fra hverandre i kolonnene og 13 cm i radene. Tanken kan inneholde maksimalt 15 rotter. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 2: et bilde av modellering. Rotte stående på plattformen var 15 dag modellering. Dens tørt hår og dim øyne foreslå en tydelig tretthet tilstand.
Figur 3: analyse av OFT. (A) sammenligning av vertikal aktiviteter. Dataene presenteres som betyr ± SEM (n = 10). Med ulik varians (F = 9.877, p = 0.006 < 0,05), betydning ble bestemt av uavhengige utvalg t-test, t = 2.226, p = 0.049 < 0,05. Hyppigheten av vertikal aktiviteten (bakside) nedgang i modellen rotter (n = 10) sammenlignet med kontrollen rotter (n = 10). (B) en sammenligning på gjennomsnittlige hastigheten frivillig aktivitet. Dataene presenteres som median ± IQR (n = 10). Betydning ble bestemt av Mann-Whitney U test, z =-2.685, p = 0.007 < 0,01. Gjennomsnittlige hastigheten av frivillige aktiviteten i modellen rotter reduseres med kontroll rotter. (C) sammenligning på ventetiden ut ring inngangen. Dataene presenteres som betyr ± SEM (n = 10). Med ulik varians (F = 5.748, p = 0.028 < 0,05), betydning ble bestemt av t-test, t =-3.724, p = 0,03 < 0,01. Ventetiden ut ring inngangen økninger i modellen rotter, som betyr at de bruker mer tid før ut ringen sammenlignet kontroll rotter. Merk: p< 0,05 (*); p <0,01 (*); p < 0,001 (*).
Figur 4: analyse av EPM test (A) sammenligning på hyppigheten av åpne arm oppføringer. Dataene presenteres som betyr ± SEM (n = 10). Med lik varians (F = 0.982, p = 0.348 > 0,05), betydning ble bestemt av t-test, t = 2.710, p = 0.014 < 0,05. Hyppigheten av åpne arm oppføringer i modellen rotter (n = 10) nedgang sammenlignet med kontrollen rotter (n = 10). (B) sammenligning på varigheten i åpne arm. Dataene presenteres som betyr ± SEM (n = 10). Med lik varians (F = 0.100, p = 0.755 > 0,05), betydning ble bestemt av t-test, t = 3.304, p = 0.004 < 0,01. Åpne arm varigheten i modellen rotter nedgang sammenlignet med kontroll rotter, som betyr modell rotter bruke mindre tid på åpne armen. (C) sammenligning på hyppigheten av nær arm oppføringer. Dataene presenteres som betyr ± SEM (n = 10). Med lik varians (F = 0.141, p = 0.712 > 0,05), betydning ble bestemt av t-test, t =-2.466, p = 0.024 < 0,05. Hyppigheten av nær arm oppføringene i modellen rotter øker sammenlignet med kontrollen rotter. (D) sammenligning på varigheten i nærheten arm. Dataene presenteres som betyr ± SEM (n = 10). Med ulik varians (F = 4.796, p = 0.042 < 0,05), betydning ble bestemt av t-test, t =-2.736, p = 0.0016 < 0,05. Lukk arm varigheten i modellen rotter øker sammenlignet med kontrollen rotter, som betyr modell rotter tilbringe mer tid i nærheten armen. Merk: p < 0,05 (*); p <0,01 (*); p < 0,001 (*). Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 5: analyse av uttømmende svømming test Dataene presenteres som median ± IQR (n = 10), og er rapportert som p < 0,05 (*), p < 0,01 (*), p < 0,001 (*). Betydning ble bestemt av Mann-Whitney U test, z =-3.326, p = 0,001. Svømming da modellen rotter (n = 10) er betydelig kortere enn kontroll rotter (n = 10).
Figur 6: analyse av sentrale nevrotransmitter innhold. (A) sammenligning på DA innhold. Dataene presenteres som betyr ± SEM (n = 10). Med lik varians (F = 0.088, p = 0.771 > 0,05), betydning ble bestemt av t-test, t = 3.717, p = 0,002 < 0,01. DA innholdet i begge hypothalamuses nedgang i modellen rotter (n = 10), sammenlignet med kontrollen rotter (n = 10). (B) sammenligning på 5-HT innhold. Dataene presenteres som betyr ± SEM (n = 10). Med ulik varians (F = 5.282, p = 0.034 < 0,05), betydning ble bestemt av t-test, t =-2.997, p = 0.012 < 0,05. 5-HT innholdet i begge hypothalamuses synker i modellen rotter, sammenlignet med kontrollen rotter. (C) forholdet sammenligning. Dataene presenteres som median ± IQR (n = 10). Betydning ble bestemt av Mann-Whitney U test, z =-3.175, p = 0,001. Forholdet mellom DA til 5-HT betydelig nedgang i modellen rotter, sammenlignet med kontrollen rotter. Merk: p < 0,05 (*); p <0,01 (*); p < 0,001 (*).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
MMPM er konstruert for søvn deprivasjon9. Rotter er lansert i en vanntank med plattformer på bunnen. Drevet av instinktiv frykt for vann, rotter forbli stående på plattformer og ingen søvn forekommer. Studien viser at ulike tider av søvnmangel føre til ulike endringer i rotte atferd og humør, inkludert anerkjennelse verdifall10, negative følelser11og sentral fatigue. Noen forskere bevise at kronisk søvnmangel med metoden enkelt plattform (SPM) kan indusere sentral fatigue, med anerkjennelse verdifall og sosiale lidelser12. Andre forskning viser at intermitterende deprivasjon på dager kan føre til emosjonelle forstyrrelser og sentral fatigue, som kan behandles med endorfiner13. Vår forrige studie beviser at sammenlignet med 5 dager og 14 dager, 21 dager deprivasjon induserer mer sentral fatigue snarere enn stress-relaterte følelser lidelser14. Mange faktorer av MMPM kan forårsake sentral fatigue, inkludert lange timer av stående, smale ly plass, kjedelig og gjentatte miljø, i tillegg til mangel på søvn. Den underliggende sammenhengen mellom søvnmangel og sentral fatigue kan knytte hypothalamus-hypofyse-adrenalin (HPA) aksen i ulike nivåer, blant hvilke monoamin nevrotransmittere endringer kan spille en nøkkelrolle.
Denne protokollen, vi utvikle en sentral fatigue modell med MMPM og vurdere det med atferdsdata tester og nevrotransmitter gjenkjenning. Først lager vi en 12 h/12 h lys/mørke syklus (6:00-18:00) i laboratoriet å imitere den naturlige circadian rytmen Wistar rotte, som gjennomsnittlig sove tid er 12.6 h, cirka 2.4 - 4.2 h om natten, og 8.2-9.6 h på dagtid15. Deretter er modell rotter satt inn i flere plattform for å stå for 14 h (18:00-8:00) per dag for 21 dager, med en kontrollgruppe satt for kontrast. På slutten av eksperimentet viser rotter i modellgruppen en åpenbar tretthet utseende, inkludert kjedelig hår, svak hale farge, svak øyne og redusert aktivitet i buret.
Resultatene av atferdsmessige testene viser endringer i både de fysiske og følelsesmessige aspektene. OFTE er mye brukt i gnager modell vurdering for å evaluere leting atferd og frivillig aktivitet16. Red har instinkt av thigmotaxis, det vil si når de settes inn i et åpent felt, de pleier å gå raskt inn i ut ringen nær veggen. Samtidig, de er nysgjerrig på det nye miljøet og er ivrige etter å utforske det sentrale området av både loddrett oppdrett og vannrette bevegelser. Konflikter ved to motivasjonene gjenspeiler de angst humør17. Resultatet av ofte antyder avslått frivillig aktivitet i modellen rotter basert på deres redusert gjennomsnittlig hastighet. I tillegg frekvensen av oppdrett i modellen rotter betydelig nedgang sammenlignet med kontrollen rotter, som kan innebære angst følelser. Videre modellen rotter har tendens til bruke mer tid før ut ring med ingen åpenbare preferanse i leting, tyder romlige kognisjon uorden i modellen rotter. EPM testen er en klassisk test å vurdere angst. Rotter med angst tendens til å bo i nærheten armen for sikkerhet i stedet for å utforske den åpne arm18. Resultatet viser at sammenlignet med kontrollen rotter, modell rotter tilbringe mer tid i nærheten armene og mindre tid i de åpne armene, og dette paralleller inngangen frekvensen av ulike armene, og samlet bekrefter angst stemningen i modellen rotter. I ES testen er svømming varigheten av modellen rotter mye kortere enn kontroll rotter, antyder dårlig muskel ytelse forårsaket av tretthet. I konklusjonen, vises angst, kognisjon verdifall, fattige muskel ytelse og begrenset frivillig aktivitet i modellen rotter, alle som angir sentral fatigue.
Som for CNS foreslå alle endringene i de sentrale nevrotransmittere sentral fatigue. Finner vi en betydelig reduksjon i DA innhold og en økning i 5-HT av hypothalamus. 5-HT er en monoamin nevrotransmitter fra aminosyren tryptofan (TRP). Intens aktivitet øker 5-HT generasjon av frigir mer gratis TRP i blodet; akkumulert 5-HT begrenser gjengjeld sentral kontroll av loco-motor systemet, fører til dårlige muskel porformance19. DA er en nervøs nevrotransmitter, som øker i begynnelsen av loco-motor aktivitet og av utseendet på tretthet20. DA og 5-HT koordinere og samhandle som et eksitasjon-hemming system som effekter sentral kontroll av loco-motor system21. Dermed er fall i andelen DA til 5-HT en viktig indikator for sentral fatigue.
Det er noen notater i protokollen som er avgjørende for suksess. Først er modell varighet og betingelser testet med Wistar hannrotter. Temperatur preferanse og søvn varighet variere blant stammer og kjønn14. Dernest rotter skal leve i grupper med minst 6 rotter i et bur, og utstyrt med nok mat og vann gjennom hele eksperimentet. Under de første to ukene modellering, rotter er ganske irritert og kan kjempe både i tanken og merdene. Holde overvåking og hindre skadet rotter fra døden. Husk også å tørke rottene håret når de fjernes fra tanken, spesielt om vinteren å unngå kalde forhold.
Om modellen er designet for sentral fatigue, er det mulig å legge til komplekse faktorer for å forstørre bruken. For eksempel installerer vi vibrasjoner motorer og fjærer til plattformen å imitere bølgene i havet og endre deprivasjon mønsteret i forsøk på å etablere en navigasjon tretthet modell. Ved å justere hele modellen, kan den brukes i mange andre felt. Som en dyremodell studie har forskning sin begrensning. Først, det er ingen bevis i prediktiv validitet av modellen. I en fremtidig studie, bør vi utføre anti-fatigue behandling på rotter og vurdere sin utvinning å bevise modellens gyldighet. Dessuten fokuserer gjeldende vurdering av modellen mer på negative følelser og CNS endringer; men sentral fatigue også manifesterer seg som læring problemer og sosiale unngåelse12. Atferdsmessige tester som Morris Water labyrinten og sosial interaksjon testen kan utføres i fremtiden for å få en mer omfattende forståelse av sykdommen. Vi håper den sentral fatigue modellen introdusert her kan hjelpe for å utforske sentral fatigue patologisk mekanisme.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne ikke avsløre.
Acknowledgments
Dette arbeidet ble støttet av Natural Science Foundation av Beijing (No.7162124) og Xin-ao grunnlaget for Beijings universitet for kinesisk medisin.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 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. Neuroscience. 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, kY., 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. Neuroscience. 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).
