Uso de Rotorod como um método de análise qualitativa de Walking in Rat

Resumo

O teste rotorod é usado para avaliar o estado do motor no movimento de caminhar de ratos hemi-Parkinson analógica.

Resumo

O teste rotorod, em que os animais andar sobre um tambor rotativo, é amplamente utilizado para avaliar o estado do motor em roedores de laboratório. O desempenho é medido pela duração que um animal permanece em cima do tambor, em função da velocidade do tambor. Aqui nós relatamos que a tarefa fornece uma rica fonte de informações sobre aspectos qualitativos dos movimentos a pé. Porque os movimentos são realizados em um local fixo, eles podem ser facilmente analisados ​​usando métodos de alta velocidade de gravação de vídeo. O presente estudo foi realizado para examinar o potencial do rotorod para revelar mudanças qualitativas nos movimentos andando de ratos hemi-Parkinson analógico, produzido por injeção de 6 hidroxidopamina (6-OHDA) no feixe direito nigroestriatal de dopamina nigroestriatal a esgotar (DA ). Início no dia seguinte a cirurgia e depois periodicamente ao longo dos próximos dois meses, os ratos foram filmados a partir de vistas frontal, lateral e posterior, enquanto caminhavam no rotorod. Comportamento foi analisado pelo quadro a quadro-repetição dos registros de vídeo. Escalas de avaliação de pisar comportamento indicou que os ratos hemi-Parkinson foram cronicamente prejudicada em sua postura e no uso dos membros contralateral à depleção de DA. Os membros contralateral não apenas disponibilizados alterações posturais e de movimento, que participaram menos de iniciar e manter a propulsão do que os membros ipsilateral. Estes resultados não só revelam déficits nova unilateral secundária à depleção de DA, mas também mostram que a rotorod pode fornecer uma ferramenta robusta para a análise qualitativa do movimento.

Protocolo

Rotorod aparelho andando

O rotorod era um cilindro rotativo, 4 cm de diâmetro, 35 centímetros fixo acima do solo e cercado por acrílico transparente. O cilindro rotorod estava coberto de revestimento de borracha texturizada, o que facilita a tração. O piso do aparelho foi coberto com uma camada de espuma, para evitar lesões quando os animais caíram. Um pequeno motor elétrico desde o poder para transformar o rotorod através de uma correia de borracha. O rotorod foi criado para rodar uma vez a cada 5 s.

Gravações de vídeo e cinemática

A alta velocidade da câmera de vídeo digital foi usada para filmar os animais, usando uma velocidade do obturador de um 1000 de um segundo. A frente, lateral, traseira e pontos de vista foram filmados enquanto o animal estava caminhando na rotorod. A dois braços Nikon, MII fonte de luz fria e um conjunto de fibra óptica luzes foram usadas para fornecer iluminação adequada durante a gravação. As fitas foram analisadas quadro a quadro, usando uma Sony DSR 20 DV CAM baralho. Frames de vídeo foram capturados usando uma placa de captura e computador Macintosh.

Procedimento de teste e análise

, A fim de avaliar as diferenças entre os movimentos a pé da 6-OHDA e ratos de controle, os registros de vídeo de pós-cirúrgicas dia 15-30 (após uma recuperação da lesão pode vir a ser em grande parte concluído) foram examinados por dois independentes observadores cegos para as condições experimentais. A lesão 6-OHDA nigroestriatal foi induzida no hemisfério direito, resultando em prejuízos duradouros na frente e deixou-membros posteriores. A escala de classificação foi desenvolvido para taxa de postura dos ratos e os movimentos aprofundamento dos membros anteriores (Whishaw et al., 2003). Cinco componentes de pisar foram classificados:

1. postura, a classificação da postura foi feita através da análise da posição do rato sobre o tambor;
2. elevador e solte, a porção do ciclo em que pisar a pata foi levantada a partir do tambor;
3. transportar, a parte do ciclo de pisar no qual o membro foi mantido acima do tambor como os ratos se movimentavam para a frente;
4. antecedência, a porção do alcance no qual o membro foi estendido para recuperar o contato com o tambor, e
5. colocação, em que a pata foi colocado de volta no tambor.

Os seguintes critérios foram utilizados para definir um movimento normal:

• Postura: O corpo do rato foi orientado sobre o tambor com a cabeça erguida.
• Elevador e release: O ombro, cotovelo e punho são flexionados levantar a pata a partir da superfície do tambor.
• Carry: A pata é mantida acima da superfície do tambor, os dígitos são vagamente flexionados, e as pontas dígitos são centrados na linha média do corpo. Antecedência: O membro é estendido para a frente com os dígitos que se deslocam de uma posição semiflexed para uma posição estendida e aberta.
• Colocação: O membro é estendida no ombro, cotovelo e punho e os dígitos são abertos para colocar a pata para a frente e na superfície do tambor, com 2 dígitos (segundo dígito da linha média), localizado a aproximadamente o centro do de rato corpo.

Cada movimento foi avaliada em uma escala de 3 pontos: 1 = / o movimento parecia o de um rato controle, 0,5 = / o movimento apareceu ligeiramente anormal, e 0 = / o movimento foi claramente anormal (Whishaw et al, 2003).. Esta escala de classificação foi então utilizado para avaliar cinco movimentos pisar de cada rato em dias pós-operatório de 1, 3, 5, 7, 9 e 15. As pontuações das cinco medidas foram calculados para cada rato em cada dia, e os resultados submetidos a uma ANOVA com dias como medida repetida.

Visão geral do rotorod andar em 6-OHDA e ratos controle

A escala de classificação movimento foi aplicado para as sessões de teste pós-operatório para análise do movimento qualitativo. Durante as sessões de teste, o grupo lesão 6-OHDA receberam pontuação significativamente menor do que o grupo controle, F (1,8) = 33,2, p <0,001, mas não houve efeito significativo do dia do teste, nem existia um grupo significativo pela interação dia do teste. As pontuações de pisar foram então analisados ​​separadamente com os membros anteriores como uma variável (para os ratos 6-OHDA no membro anterior contralateral à lesão versus o membro anterior ipsilateral à lesão, para os ratos de controle, a pata esquerda contra a pata direita). Houve um efeito significativo do Membro Anterior, F (1,40) = 15,8, p <0,01, e houve uma interação significativa do Grupo por Membro Anterior, F (1,40) = 15,0, p <0,01. Follow-up t-testes indicaram que o membro anterior contralateral-to-lesão do grupo 6-OHDA receberam pontuação significativamente menor do que o membro anterior ipsilateral-to-lesão ou forelimbs dos ratos de controle, que não diferiram. A fim de determinar quais os componentes do movimento contribuiu para a pontuação pobres obtidos pelo grupo 6-OHDA, as medidas de posturae os componentes individuais do ciclo de pisar do forelimbs ipsilateral e contralateral do grupo 6-OHDA foram comparados aos valores obtidos a partir do controle de ratos. O grupo 6-OHDA diferiam em postura e todos os componentes pisar feita pelo membro contralateral, mas nenhum dos componentes do membro ipsilateral (p <0,05).

Diferenças qualitativas e descritivo de postura no controle e 6-OHDA ratos

Em um rato controle, a cabeça é realizada em uma posição horizontal, e os membros anteriores de apoio e membros posteriores straddle o tambor formando um arco de apoio. Os ratos 6-OHDA normalmente andava com a cabeça para baixo com suas patas dianteiras prejudicada (de frente para o espectador) posicionados mais próximos e mais acima na superfície do tambor do que ocorreu para os membros ipsilateral ou os membros de ratos controle (veja o vídeo de um rato controle com pontuação "1" para a postura, e um animal de lesão 6-OHDA com uma pontuação de "0"). Tipicamente, a anormalidade de postura pode ser visto de relance a partir da posição relativa de uma cabeça de rato.

Forelimb pisar

Na seqüência de controle, o membro anterior pisar é levantada com a flexão do ombro, cotovelo e punho. Como o membro é levantada, os dígitos são vagamente flexionados, eo membro é levantado bem acima da superfície do tambor. Quando o membro é avançado, é estendido na altura dos ombros, cotovelo e punho e como ele é colocado os dígitos são estendidas e abertas. Em comparação aos ratos controle, a amplitude de todos os componentes dos ratos DA-esgotados contralateral à lesão do membro é atenuado. O membro libera o tambor mais tarde, é levantada menos, e é avançado uma distância menor do que o membro anterior de controle. Além disso, quando o membro é levantada, os dígitos são flexionados mais, e quando o membro é colocado, os dígitos são estendidos e abriu menos do que os de um rato controle. O membro anterior de controle é levantada quando ela atinge o topo do tambor, o pulso é flexionado para levantar a pata para cima e para frente, eo pulso é prolongado com o avanço do membro. Por outro lado, o rato 6-OHDA é contralateral à lesão é realizado forelimb mais caudalmente pelo movimento do tambor, e, portanto, versões posteriores com o pulso ainda estendida. Flexão do punho parece ser passiva e ocorre como os dígitos são levados para trás, o movimento do tambor, e quando o membro anterior é trazido para a frente, a pata eo antebraço não estão claramente fora levantada a superfície do tambor. O membro anterior de um rato controle estende bem para a frente e os dígitos aberto com o avanço do membro. Como o membro é colocado, ele é colocado com um movimento arpejo, com 5 dígitos contato com a superfície da primeira bateria, seguido sucessivamente por dígitos 4, 3, e 2. Por outro lado, o membro do rato 6-OHDA é levantada e estendida menos, os dígitos são estendidos menos, e entram em contato com a superfície do tambor quase simultaneamente com um 'tapa'. O vídeo mostra forelimb movimentos pisar em um animal de controle que foram marcados como "1", e forelimb movimentos pisar em um animal de lesão 6-OHDA que foram principalmente classificada como "0".

Membro posterior pisar

Havia também deficiências nos membros contralateral-to-lesão traseiras dos ratos 6-OHDA. Como o membro de controle traseiras se move para trás, parece empurrar a tambor a rodar e como ele faz isso, os dedos do pé girar para fora. Como o membro se move para frente, o pé é oscilado para fora. Do membro posterior do rato 6-OHDA move-se diretamente para trás com rotação do tambor e se alguma coisa, vira um pouco para dentro. Como o membro se move para frente, o pé é feita diretamente para a frente. Ao pé da balança desratização para fora e como ela é avançada, os dedos são mantidos acima do tornozelo, e os dedos dos pés estender. Durante a colocação dos ratos controle, toe 5 contatos a superfície do primeiro tambor eo peso é distribuído entre os dedos dos pés e palma. Em contraste, os dedos dos ratos 6-OHDA são flexionados durante o transporte e colocação é feita sem um movimento de arpejo. Os dedos dos ratos controle são liberados em um padrão de arpejo invertido como toe 5 é levantado primeiro e um dedo do pé é levantado passado. Esse movimento estava faltando no rato lesão 6-OHDA, enquanto o tornozelo mantido a sua postura de flexão durante o movimento de transportar. Mais uma vez os movimentos antes de o rato 6-OHDA são atenuadas, com o membro menos exorotated, levantou menos, e avançou menos do que o do rato controle. Como ratos controle colocar seus dedos, que são estendidas e abertas, tais toe que 5 pontos lateralmente em relação ao corpo do rato. Toe 5 contatos o primeiro tambor seguido pelo restante dos pés de tal forma que o rato suportado seu peso na ponta dos dedos. Para o rato 6-OHDA, os dedos são um pouco como o pé flexionado é levado adiante, os dedos dos pés são mais baixos em relação a horizontal até o tornozelo, há menos abertura dos dedos do pé quando o pé é colocado no tambor. Comprimento da passada também é um pouco menor do que o dos ratos controle. A fim de quantificar as diferenças entre control e 6-OHDA movimentos dos membros posteriores, os componentes de sustentação e liberação, transporte, promoção e colocação foram classificados em uma escala de 3 pontos, assim como os membros anteriores. As medidas foram feitas a partir de registros vídeo feito no dia cirúrgico pós 20, e três ciclos etapa foram classificados para cada rato. Houve diferenças significativas Grupo, F (1,8) = 47,6, p <0,001. Follow-up t-testes dos componentes indicou que todos os componentes do grupo controle receberam pontuação significativamente maior do que os componentes dos ratos 6-OHDA. O vídeo mostra os movimentos dos membros posteriores pisar em um animal de controle que foram marcados como "1". Membro posterior pisar movimentos no 6-OHDA mostrado no vídeo eram principalmente avaliado com uma pontuação de "0".

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Discussão

O objetivo do presente estudo foi examinar se o teste para a habilidade rotorod locomoção de roedores pode ser usado para a análise qualitativa da postura, pisando forelimb e dos membros posteriores em ratos pisar sistema nervoso lesionado. Para a análise, ratos com depleção DA unilateral e ratos controle foram de vídeo gravado a partir de vistas frontal, lateral e posterior. A escala de classificação da postura e movimentos forelimb indicou que os movimentos estavam pisando cronicamente prejudicada após a cirurgia. Exame dos movi...

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