L'uso di Rotorod come un metodo per l'analisi qualitativa del Camminare in Rat

Riepilogo

Il test rotorod viene usato per valutare lo stato del motore nel movimento dei piedi emi-Parkinson ratti analogico.

Abstract

Il test rotorod, in cui gli animali camminare su un tamburo rotante, è ampiamente usato per valutare lo stato del motore nei roditori da laboratorio. La performance è misurata dalla durata che un animale rimane sul tamburo in funzione della velocità del tamburo. Qui si segnala che il compito fornisce una ricca fonte di informazioni su aspetti qualitativi dei movimenti a piedi. Perché i movimenti sono eseguiti in una posizione fissa, possono facilmente essere esaminati utilizzando ad alta velocità, metodi di registrazione video. Il presente studio è stato intrapreso per esaminare il potenziale del rotorod per rivelare cambiamenti qualitativi nei movimenti a piedi di emi-Parkinson ratti analogico, ottenuta per iniezione di 6-idrossidopamina (6-OHDA) nel fascio diritto nigrostriatale ad esaurire dopamina nigrostriatale (DA ). A partire dal giorno successivo l'intervento chirurgico e poi periodicamente nel corso dei prossimi due mesi, i ratti sono stati girati da vista frontale, laterale e posteriore mentre camminavano sul rotorod. Comportamento è stato analizzato fotogramma per fotogramma per fotogramma riproduzione delle registrazioni video. Scale di valutazione di intensificare comportamento indicato che l'emi-Parkinson ratti erano cronicamente alterata nella loro postura e l'uso degli arti controlaterali al DA-esaurimento. Gli arti controlaterale non solo visualizzati anomalie posturali e di movimento, hanno partecipato meno di avviare e sostenere la propulsione che ha gli arti omolaterali. Questi risultati non solo rivela nuovi disavanzi unilaterale secondaria a DA-esaurimento, ma mostrano anche che il rotorod in grado di fornire uno strumento valido per l'analisi qualitativa del movimento.

Protocollo

Rotorod camminare apparato

Il rotorod era un cilindro rotante, 4 cm di diametro, fissato 35 centimetri dal suolo e chiuso da plexiglas trasparente. Il cilindro rotorod era coperta di rivestimento in gomma testurizzata, che facilita la trazione. Il pavimento dell'apparato era coperto da uno strato di schiuma per evitare lesioni quando gli animali è caduto. Un piccolo motore elettrico fornito di alimentazione per accendere il rotorod tramite una cinghia di gomma. Il rotorod è stato impostato per ruotare una volta ogni 5 s.

Registrazioni video e cinematica

Ad alta velocità videocamera digitale è stata utilizzata per filmare gli animali, con un tempo di posa di un 1000 di secondo. Il frontale, laterale e posteriore viste sono state girate, mentre l'animale stava camminando sul rotorod. A due bracci Nikon, fonte di luce fredda MII e un set di luci in fibra ottica sono stati utilizzati per fornire l'illuminazione adeguata durante la registrazione. I nastri sono stati analizzati frame-by-frame utilizzando un Sony DSR 20 DV ponte CAM. Fotogrammi del video sono stati catturati con un frame grabber e computer Macintosh.

Procedura di prova e analisi

Al fine di valutare le differenze tra i movimenti a piedi del 6-OHDA e ratti di controllo, le registrazioni video da post-chirurgica giorni 15 - 30 (dopo l'eventuale recupero dalla lesione ci si potrebbe aspettare di essere in gran parte completa) sono stati esaminati da due indipendenti osservatori ciechi alle condizioni sperimentali. Il nigrostriatale 6-OHDA lesione è stata indotta in dell'emisfero destro, con conseguente deficit duratura nella sinistra anteriori e gli arti posteriori. Una scala di valutazione è stato sviluppato per tasso di postura dei topi 'ei movimenti passo degli arti anteriori (Whishaw et al., 2003). Cinque componenti di intensificare sono stati valutati:

1. postura, la valutazione della postura è stata fatta esaminando la posizione del ratto sul tamburo;
2. ascensore e di rilascio, la parte del ciclo di un passo in cui è stata sollevata la zampa dal tamburo;
3. trasportare, la parte del ciclo di passo in cui si è tenuto l'arto sopra il tamburo, come il topo spostato in avanti;
4. anticipo, la porzione di raggiungere, in cui è stato esteso l'arto per ritrovare il contatto con il tamburo, e
5. collocamento, in cui è stata posta la zampa posteriore sul tamburo.

I seguenti criteri sono stati utilizzati per definire un movimento normale:

• Postura: Il corpo del topo era orientata sul tamburo con la testa in su.
• Sollevare e rilascio: Il, gomito spalla e polso flesso alzando la zampa dalla superficie del tamburo.
• Carry: La zampa è tenuta al di sopra della superficie del tamburo, le cifre sono liberamente flesse, e le punte cifre sono centrati sulla linea mediana del corpo. Anticipo: L'arto è esteso in avanti con le cifre in movimento da una posizione semiflessa ad una posizione esteso e aperto.
• Posizionamento: L'arto è esteso alla spalla, del gomito e del polso e le cifre sono aperti per posizionare la zampa in avanti e sulla superficie del tamburo, con 2 cifre (seconda cifra dalla linea mediana) che si trova circa al centro della di ratto il corpo.

Ogni movimento è stato valutato su una scala a 3 punti: 1 = / il movimento simile a quello di un ratto di controllo, 0,5 = / il movimento è apparso un po 'anormale, e 0 = / il movimento era chiaramente anomala (Whishaw et al, 2003).. Questa scala di valutazione è stato poi utilizzato per valutare cinque movimenti un passo da ogni ratto nei giorni post-operatorio 1, 3, 5, 7, 9 e 15. I punteggi dei cinque misure sono state in media per ogni ratto ogni giorno, ed i risultati sottoposto ad un ANOVA con giornate come misura ripetuta.

Panoramica delle rotorod camminare in 6-OHDA e ratti di controllo

La scala di valutazione movimento è stato applicato al sessioni di test post-operatorio per l'analisi del movimento qualitativo. Durante le sessioni di test, il 6-OHDA gruppo lesione ricevuto punteggi significativamente più bassi rispetto al gruppo di controllo, F (1,8) = 33,2, p <0,001, ma non c'era alcun effetto significativo della giornata di test, né vi era un gruppo significativo dall'interazione giorni di test. I punteggi di intensificare sono stati poi analizzati separatamente con la zampa anteriore come una variabile (per la 6-OHDA ratti dell'arto anteriore controlaterale rispetto alla lesione dell'arto anteriore ipsilaterale alla lesione, per i ratti di controllo, la zampa sinistra contro la zampa destra). C'è stato un effetto significativo del forelimb, F (1,40) = 15,8, p <0.01, e ci fu una significativa interazione di gruppo da parte forelimb, F (1,40) = 15.0, p <0,01. Follow-up t-test ha indicato che il controlaterale a lesione zampa anteriore del 6-OHDA gruppo ha ricevuto punteggi significativamente più bassi rispetto al ipsilaterale a zampa anteriore o lesione degli arti anteriori dei topi di controllo, che non differiva. Al fine di determinare quali componenti del movimento hanno contribuito al punteggio ottenuto dai poveri 6-OHDA gruppo, le misure della posturaed i singoli componenti del ciclo passo dalla arti anteriori ipsilaterale e controlaterale del 6-OHDA gruppo sono stati confrontati con i valori ottenuti dai topi di controllo. Il 6-OHDA gruppo differivano per postura e tutti i componenti passo da parte dell'arto controlaterale, ma nessuno dei componenti dell'arto omolaterale (p <0,05).

Differenze qualitative e descrittivi della postura sotto controllo e 6-OHDA ratti

In un ratto di controllo, la testa è tenuto in posizione orizzontale, e la zampa anteriore di sostegno e arti posteriori si estendono al tamburo formando un arco di sostegno. I ratti 6-OHDA tipicamente camminava con la testa in giù con le loro arti anteriori compromessa (di fronte allo spettatore) posizionato più vicini e più in alto sulla superficie del tamburo che si è verificato per gli arti ipsilaterale o degli arti di ratti di controllo (vedi video di un topo di controllo con punteggio "1" per la postura, e un 6-OHDA animale lesione con un punteggio di "0"). Tipicamente, l'anomalia della postura possono essere visto a colpo d'occhio dalla posizione relativa della testa di un topo.

Forelimb passo

Nella sequenza di controllo, il passo è zampa anteriore sollevata, flettendo la, spalla gomito e polso. Come l'arto viene sollevato, le cifre sono liberamente flesse, e l'arto viene sollevato ben al di sopra della superficie del tamburo. Quando l'arto è avanzata, si estende alle spalle, gomito e polso e come è collocato le cifre sono estese e aperte. Rispetto ai topi di controllo, l'ampiezza di tutti i componenti del DA-impoverito ratti dell'arto controlaterale alla lesione è attenuato. L'arto rilascia il tamburo più tardi, viene sollevato di meno, ed è avanzato una distanza più breve è il controllo degli arti anteriori. Inoltre, quando l'arto viene sollevato, le cifre sono flesse più, e quando l'arto viene posto, le cifre sono estesi e aperti meno di quelli di un topo di controllo. La zampa anteriore di controllo viene sollevato una volta raggiunta la cima del tamburo, il polso è flesso per sollevare la zampa alto e in avanti, e il polso è esteso con l'avanzare degli arti. Al contrario, la 6-OHDA ratto controlaterale alla lesione degli arti anteriori è portato avanti caudalmente dal movimento del tamburo, e rilascia così poi con il polso ancora esteso. Flessione del polso sembra essere passivo e si verifica come le cifre sono trasportati indietro dal movimento del tamburo, e quando dell'arto anteriore è portato in avanti, la zampa e avambraccio non sono chiaramente sollevati dalla superficie del tamburo. La zampa anteriore di un topo di controllo si estende ben in avanti e le cifre aperto con l'avanzare degli arti. Come l'arto viene posto, è posizionato con un movimento arpeggio, con 5 cifre contatto con la superficie del primo tamburo, seguito successivamente da numeri 4, 3, e 2. Al contrario, l'arto del 6-OHDA ratto è alzato ed esteso di meno, le cifre sono meno estesi, e contatto con la superficie del tamburo quasi in concomitanza con un 'schiaffo'. Il video mostra passo-passo i movimenti degli arti anteriori in un animale di controllo che sono stati segnati come "1", i movimenti degli arti anteriori e passo in un 6-OHDA animale lesione che sono stati principalmente punteggio di "0".

Degli arti posteriori passo

C'erano anche menomazioni agli arti posteriori controlaterale a lesione del 6-OHDA ratti. Come l'arto di controllo posteriori si muove all'indietro, sembra spingere contro il tamburo che ruota e come lo fa, le dita ruotare verso l'esterno. Come l'arto si muove in avanti, il piede è oscillato verso l'esterno. L'arto posteriore del 6-OHDA ratto si muove direttamente indietro, con rotazione del tamburo e se non altro, svolta leggermente verso l'interno. Come l'arto si muove in avanti, il piede è portato direttamente in avanti. Il piede di altalene ratto di controllo verso l'esterno e come è avanzata, le dita si tengono superiore alla caviglia e le dita dei piedi estendere. Durante il posizionamento del ratto controllo, punta 5 contatti sulla superficie del tamburo primo e il peso è distribuito attraverso le dita dei piedi e il palmo. Al contrario, le dita del 6-OHDA ratto sono flesse durante trasportare e il posizionamento è fatto senza un movimento arpeggio. Le dita del ratto di controllo vengono rilasciati in un modello invertito arpeggio come toe 5 è sollevata prima e punta 1 è sollevato scorso. Questo movimento mancava nel 6-OHDA ratto lesione alla caviglia, mentre ha mantenuto la sua postura flessa durante il movimento di trasporto. Ancora una volta i movimenti prima del 6-OHDA ratto sono attenuate, con l'arto inferiore exorotated, sollevato di meno, e avanzato inferiore a quella del ratto di controllo. Come ratti di controllo posto le dita dei piedi, sono estesi e aperti, in modo tale che punta 5 punti lateralmente rispetto al corpo del ratto. Toe 5 contatti del tamburo primo seguito da le dita restanti in modo che il topo sostenuto il suo peso sulle punte dei piedi. Per la 6-OHDA ratto, le dita sono un po 'flesse come il piede è portato avanti, le dita sono più bassi rispetto a orizzontale fino alla caviglia, c'è meno apertura delle dita quando il piede è posto sul tamburo. Lunghezza del passo è anche un po 'più breve di quella dei topi di controllo. Al fine di quantificare le differenze tra i control e 6-OHDA movimenti degli arti posteriori, le componenti di ascensore e di rilascio, trasporto, promozione, posizionamento e stati valutati su una scala a 3 punti, così come le arti anteriori. Le misure sono state fatte da registrazioni video effettuate giorno dopo chirurgici 20, e tre cicli di passo sono stati valutati per ogni ratto. Ci sono state differenze significative del gruppo, F (1,8) = 47.6, p <0,001. Follow-up t-test sui componenti indicato che tutti i componenti dei topi di controllo ha ricevuto punteggi significativamente più alti di quanto facessero le componenti della 6-OHDA ratti. Il video mostra i movimenti degli arti posteriori passo in un animale di controllo che sono stati segnati come "1". Dell'arto posteriore passo i movimenti nel 6-OHDA mostrato nel video sono state principalmente valutate con un punteggio di "0".

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Discussione

Lo scopo del presente studio era di esaminare se il test di abilità rotorod roditori locomozione può essere utilizzato per l'esame qualitativo della postura, passo zampa anteriore e degli arti posteriori intervenendo ratti sistema nervoso feriti. Per l'analisi, i ratti con unilaterale svuotamenti DA e ratti di controllo sono stati video registrati dalla vista frontale, laterale e posteriore. Una scala di valutazione della postura e dei movimenti degli arti anteriori hanno indicato che i movimenti passo erano cronicamente compromes...

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