Крыса модель Центральной усталости, с использованием модифицированных несколько метод платформы
Summary
Здесь мы представляем протокол представить модель крыса Центральной усталости, используя измененный метод множественные платформы (MMPM).
Abstract
В этой статье, мы ввели крысы модель Центральной усталость, используя измененный метод множественные платформы (MMPM). Поле несколько платформа была разработана как резервуар для воды с узкими платформ на дне. Модели крыс были введены в бак и стоял на платформах для 14 h (18:00-8:00) в день в течение 21 дней подряд, с пустой элемент управления группой для контраста. В конце моделирования крысы в группе модель показал очевидное усталый вид. Для оценки модели, мы провели несколько поведенческие тесты, включая открытое поле тест (часто), повышенный плюс лабиринт (EPM) и испытания на исчерпывающий плавательный (ES). Результаты показали что тревога, нарушение пространственного познания, производительность бедных мышцы и отказался добровольной деятельности, представлены в модели крыс подтвердить диагноз Центральной усталости. Изменения центральной нейротрансмиттерами также проверить результат. В заключение модель успешно имитировать Центральной усталость, и будущие исследования с моделью может помочь выявить патологический механизм заболевания.
Introduction
Усталость является одним из основных факторов, угрожающих здоровью человека1. В последние десятилетия различные исследования доказали, что усталость периферийно срабатывает, но централизованно управляемых и всегда сопровождается эмоциональные и когнитивные расстройства. Итальянского физиолога A. Mosso впервые предложил слово Центральной усталость2. Он обычно определяется как ограниченный добровольной деятельности и познания расстройство из-за дисфункции передачи импульса центральной нервной системы (ЦНС)3. По сравнению с периферической мышечной усталости, Центральный усталость подчеркивает изменения в ЦНС, а также последующего эмоционального/поведенческих беспорядков, включая депрессии, тревоги, познание обесценения и потеря памяти. Одно из исследований показывает, что многие факторы могут вызвать Центральной усталость, среди которых чрезмерной физической активности и психического стресса являются весьма необходимым4. Что касается патогенеза теории как триптофан Кинуренин путь гипотеза5 объяснить изменения в определенных путей; Однако более углубленные исследования по-прежнему обязаны выявить корреляции Центральной периферической Центральной усталости.
Как основной механизм центральной усталости до сих пор неясно, эффективную модель животных является весьма важным для дальнейших исследований. Существующие модели усталость главным образом вызвано чрезмерное упражнения, как беговые дорожки6 и загружен вес плавательный7, с мало заботит о психических факторов. Чтобы лучше имитировать развития Центральной усталость, наша группа разработала модель Крыса с MMPM. Во время процесса моделирования крысы стоять на узкие платформах в поле несколько платформа для долгих часов, включая часть времени сна. Отличается от модели чрезмерное упражнения, MMPM модель использует лишение сна в частично как фактор психического при рассмотрении сложных патогенеза Центральной усталости.
Для оценки модели мы используем часто и EPM тесты для определения тревоги настроение и добровольной деятельности. ES испытание проводится для определения производительности периферические миорелаксанты. Кроме того, мы принимаем мозга крысы и обнаруживать допамина (DA) / содержание серотонина (5-HT) в обоих hypothalamuses наблюдать различия Центральный нейромедиатор.
Протокол, представленные ниже предназначен для модели Центральной усталости, вызванных неоднократные физической активности и недостаток сна, подражая общее состояние в жизни человека. Однако регулируя продолжительность модель, он может использоваться во многих других областях, как наблюдение и стресс исследования сна. В будущем исследования, мы надеемся, что эта модель поможет обнаружить больше ЦНС изменений и их связь с периферической системы, выявить механизму патогенеза Центральной усталости.
Protocol
Representative Results
Discussion
MMPM первоначально предназначена для сна лишений9. Крысы являются запускаемых в резервуар с водой с платформами, на нижней. Движимый инстинктивное страх перед водой, крыс стоять на платформах и происходит без сна. Исследование показывает, что различные часов лишения сна прив…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Эта работа была поддержана фонд естественных наук в Пекине (No.7162124) и синь АО Фонд Пекинский университет китайской медицины.
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. 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, 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. 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).
