Preferenza per il saccarosio e test di ipofagia indotti dalla novità nei ratti utilizzando un sistema automatizzato di monitoraggio dell'assunzione di cibo
Summary
Presentato qui è un protocollo per studiare il comportamento depressionico e anedonico nei ratti. Combina due metodi comportamentali consolidati, la preferenza per il saccarosio e i test di ipofagia indotti dalla novità, con un sistema automatizzato di monitoraggio dell’assunzione di cibo e liquidi, per indagare indirettamente il comportamento dei roditori utilizzando parametri surrogati.
Abstract
La prevalenza e l’incidenza dei disturbi depressivi sono in aumento in tutto il mondo, colpendo circa 322 milioni di individui, sottolineando la necessità di studi comportamentali nei modelli animali. In questo protocollo, per studiare il comportamento depressionico e anedonico nei ratti, la preferenza consolidata per il saccarosio e i test di ipofagia indotti dalla novità sono combinati con un sistema automatizzato di monitoraggio dell’assunzione di cibo e liquidi. Prima del test, nel paradigma delle preferenze del saccarosio, i ratti maschi vengono addestrati per almeno 2 giorni a consumare una soluzione di saccarosio oltre all’acqua del rubinetto. Durante la prova, i ratti sono nuovamente esposti alla soluzione di acqua e saccarosio. Il consumo viene registrato ogni secondo dal sistema automatizzato. Il rapporto tra saccarosio e assunzione totale di acqua (rapporto preferenza saccarosio) è un parametro surrogato per l’anedonia. Nel test di ipofagia indotto dalla novità, i ratti maschi subiscono un periodo di allenamento in cui sono esposti a uno spuntino appetibile. Durante l’allenamento, i roditori mostrano un apporto stabile di snack di base. Il giorno del test, gli animali vengono trasferiti dalle gabbie di casa in una gabbia fresca e vuota che rappresenta un nuovo ambiente sconosciuto con accesso al noto spuntino appetibile. Il sistema automatizzato registra l’assunzione totale e la sua microstruttura sottostante (ad esempio, latenza ad avvicinarsi allo spuntino), fornendo informazioni sui comportamenti anedonici e ansiosi. La combinazione di questi paradigmi con un sistema di misurazione automatizzato fornisce informazioni più dettagliate, insieme a una maggiore precisione riducendo gli errori di misurazione. Tuttavia, i test utilizzano parametri surrogati e rappresentano solo depressione e anedonia in modo indiretto.
Introduction
In media, il 4,4% della popolazione mondiale è colpito dalla depressione. Questi rappresentano 322 milioni di persone in tutto il mondo, con un aumento del 18% rispetto a dieci anni fa1. Secondo le stime dell’Organizzazione Mondiale della Sanità, la depressione sarà al secondo posto nella classifica degli anni di vita corretti per la disabilità nel 20202. Per affrontare la crescente prevalenza di disturbi affettivi e stabilire nuove strategie interventive, è necessario studiare ulteriormente questo comportamento. Prima e oltre all’esame nell’uomo, sono necessari studi sugli animali.
Diversi modelli sono stati stabiliti per studiare componenti del comportamento depressivo (ad esempio, test di nuoto forzato, test di sospensione della coda, test di preferenza del saccarosio e ipofagia indotta dalla novità)3,4. Il test di preferenza del saccarosio (SPT) e l’ipofagia indotta dalla novità (NIH) possono rilevare comportamenti simili alla depressione negli animali. Questi test stessi non inducono uno stato di depressione nei roditori ma descrivono cambiamenti acuti nel comportamento. Sia il TSS che il NIH valutano un tratto caratteristico di depressione noto come anedonia, che è la perdita di interesse per quanto segue: attività gratificanti, attività che un tempo eranogodute dai singoli 5,e un aspetto del complesso fenomeno della lavorazione e risposta allaricompensa 6. Entrambi i test studiano la risposta a uno stimolo gratificante sotto forma di cibo appetibile. L’entità del consumo funge da parametro surrogato per l’anedonia7,8,9.
Il valore delle prove che studiano l’anedonia dipende fortemente dall’accurata determinazione del consumo risultante da una misurazione precisa del peso della sostanza. Convenzionalmente, questa misurazione viene effettuata manualmente una volta prima e una volta dopo il test. Tuttavia, questo è soggetto a misurazioni errate per diversi motivi. In primo luogo, i roditori tendono ad accumulare cibo, il che significa che rimuovono il cibo senza consumarlo immediatamente, quindi lo nascondono in un luogo sicuro. Pertanto, questa perdita di cibo può essere inclusa nel calcolo del consumo totale. In secondo luogo, i ratti versano cibo e acqua, con conseguente perdita di peso senza il rispettivo consumo. In terzo luogo, la perdita involontaria di liquido si verifica a causa della manipolazione delle bottiglie inserendole e rimuovendole dalle gabbie.
In un approccio per ridurre queste fonti di errore, abbiamo combinato i due test comuni di valutazione dell’anedonia (SPT3,4 e NIH9)con la misurazione dell’assunzione di cibo e acqua utilizzando un sistema automatizzato di monitoraggio dell’assunzione di alimenti e liquidi. Questa procedura consente un’indagine accurata sul consumo di sostanze appetibili e fornisce informazioni sull’esperienza del piacere nei ratti come caratteristica del comportamento simile alla depressione. Gli errori di cui sopra associati alla misurazione manuale sono ridotti utilizzando diversi approcci, che vengono illustrati più avanti in modo più dettagliato.
Per fornire informazioni sulla microstruttura, il sistema automatizzato di monitoraggio dell’assunzione utilizzato inquesto protocollo 10 pesa il cibo (±0,01 g) ogni secondo. Pertanto, un peso stabile è documentato come “non mangiare”, e un peso instabile come “mangiare”. Un “incontro” è definito come cambiamento di peso stabile prima e dopo un evento. Un pasto consiste in uno o più incontri e la sua dimensione minima nei ratti è stata definita come 0,01 g. Un pasto è separato da un altro pasto nei ratti di 15 min (valore standardizzato). Pertanto, l’assunzione di cibo è considerata un pasto quando gli attacchi si sono verificati entro 15 minuti e il cambiamento di peso è uguale o superiore a 0,01 g. I parametri dei pasti valutati in questo protocollo includono la durata del pasto, il tempo trascorso nei pasti, la dimensione dell’incontro, la durata dell’incontro, il tempo trascorso negli incontri, la latenza al primo incontro e il numero di incontri.
Protocol
Representative Results
Discussion
La preferenza per il saccarosio e le prove di ipofagia indotte dalla novità sono due tecniche consolidate per valutare l’anedonia nei ratti. La loro combinazione con il sistema automatizzato di monitoraggio dell’assunzione di cibo consente un’analisi più dettagliata nei ratti indisturbati e riduce la misurazione errata.
L’incidenza degli errori è ridotta da approcci diversi. In primo luogo, per affrontare l’errore che si verifica a causa dello sversamento, lo spazio tra la tramoggia e il ca…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo lavoro è stato sostenuto dal finanziamento della Fondazione tedesca per la ricerca (STE 1765/3-2) e del Charité University Funding (UFF 89/441-176, A.S.).
Materials
| Assembly LH Cage Mount – RAT-FOOD – includes Stainless cage mount, hopper, blocker, coupling | Research Diets, Inc., Jules Lane, New Brunswick, NJ, USA | BCMPRF01 | |
| Assembly LH Cage Mount unplugged – RAT – FOOD includes stainless steel cage mount, hopper, blocker, unplugged adapter, coupling | Research Diets, Inc., Jules Lane, New Brunswick, NJ, USA | BCMUPRF01 | |
| cage w/ 2 openings – RAT – costum modified cage – includes cage top and standard water bottle | Research Diets, Inc., Jules Lane, New Brunswick, NJ, USA | BCR02 | single housing |
| Data collection Laptop Windows – Configured w/ BioDAQ Software | Research Diets, Inc., Jules Lane, New Brunswick, NJ, USA | BLT003 | |
| enrichment (plastic tubes, gnawing wood) | distributed by the animal facility | ||
| HoneyMaid Graham Cracker Crumbs | Nabisco, East Hanover, NJ, USA | ASIN: B01COWTA98 | palatable snack for NIH test |
| low vibration polymer rack | Research Diets, Inc., Jules Lane, New Brunswick, NJ, USA | BRACKR | |
| male Sprague Dawley rats | Envigo | Order Code: 002 | |
| Model #2210 32x Port BioDAQ Central Controller – includes cables, and calibration kit | Research Diets, Inc., Jules Lane, New Brunswick, NJ, USA | BCC32_03 | |
| Peripheral sensor Controller – includes cable | Research Diets, Inc., Jules Lane, New Brunswick, NJ, USA | BPSC01 | |
| SigmaStat 3.1 | Systat Software, San Jose, CA, USA | statistical analysis | |
| Stainless steel blocker | Research Diets, Inc., Jules Lane, New Brunswick, NJ, USA | BBLKR | |
| standard rodent diet with 10 kcal% fat | Research Diets, Inc., Jules Lane, New Brunswick, NJ, USA | D12450B | |
| sucrose powder | Roth | 4621.1 | for SPT |
References
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