פרוטוקול זה מדגים את המודל שלנו של הליכון גינקולוגיות מבוססי פעילות להכשרת חולדות עם פגיעה בחוט השדרה (מדע). כלול קבוצות הן quadrupedal והן forelimb בלבד, בנוסף שני סוגים שונים של קבוצות שליטה שאינו מאומן. החוקרים מסוגלים להעריך השפעות אימון על חולדות SCI באמצעות פרוטוקול זה.
פגיעה בחוט השדרה (SCI) תוצאות שנמשך גירעונות הכוללים ניידות וגם שפע של תפקוד אוטונומי הקשורות. הכשרה גינקולוגיות (LT) על הליכון משמש ככלי שיקומי באוכלוסייה SCI עם הטבות ושיפורים רבים על חיי היום יום. אנו מנצלים שיטת מבוססי פעילות פעילות הדרכה (א) בחולדות לאחר SCI לשניהם להסבר המנגנון מאחורי שיפורים כאלה וכדי לשפר ולשפר קיימים פרוטוקולים שיקומית קלינית. מטרתנו הנוכחי כדי לקבוע את המנגנונים שבבסיס א-induced שיפורים בהשתן, המעי הגס, ותפקוד מיני ב- SCI חולדות לאחר בינונית עד חמורה רמה של החבורה. לאחר הבטחת כל בעל חיים בודדים באפוד מתכווננת בהזמנה אישית, הם מאובטחים כדי מנגנון תמיכה משקל הגוף רב-תכליתי, הורדה הליכון שלוש-ליין ששונה וסייע באימון-שלב 58 דקות, פעם ביום במשך 10 שבועות. תוכנית התקנה זו מאפשרת ההכשרה של בעלי חיים הן quadrupedal והן forelimb בלבד, לצד שתי קבוצות שונות שאינו מאומן. מאומן Quadrupedal חיות עם תמיכה משקל הגוף הם סייעו על-ידי טכנאי נוכחים כדי לסייע פוסע עם מיקום הגפיים האחוריות נכונה לפי הצורך, ואילו forelimb בלבד מיומן בעלי החיים גדלים בקצה סימטרית כדי להבטיח שום קשר הינד האיבר עם הליכון, לא נושאת משקל. שאינו מאומן SCI קבוצה אחת של בעלי חיים ממוקמת ב רתמה, מונח ליד ההליכון, בעוד אחרים SCI קבוצת הביקורת נשאר בכלוב בבית שלה בחדר האימונים הסמוך. פרדיגמה זו מאפשרת לאימונים של חיות SCI מרובים בבת אחת, ובכך יותר היעילה בנוסף המבטיח שלנו במודל חיה קליניים מחקה את ייצוג קליני קרוב ככל האפשר, במיוחד בנוגע לגוף משקל תמיכה עם סיוע ידנית.
ברחבי העולם, בין פגיעה בחוט השדרה החדשה (SCI) 250,000-500,000 המקרים נובעים עקב ניוון, מחלות או רוב או בדרך כלל (עד 90%) טראומה1. לאחר SCI טראומטי, סדרה של אירועים הפיזיולוגיות לקחת מקום כי התוצאה מוחיות המשפיעות על שפע של התפקודים הגופניים. בשל גירעונות כרונית בעקבות SCI, בפיתוח ובדיקות של שיטות טיפול יעיל היא קריטית. עד לאחרונה, שיקום אסטרטגיות התמקדו לרוב שחזור של ניידות2,3. בעקבות SCI, חולים לדרג בדרכי השתן/שלפוחית השתן, המעי ופונקציות מינית בין הסיבוכים איכות החיים הגבוהה ביותר זקוק יותר ניהול1,4,5. לכן, מיקוד שלפוחית השתן, המעי הגס, התפקוד המיני הוא בעל חשיבות עליונה מ4,51,עמדה שיקום.
פעילות גופנית ואימונים גינקולוגיות (LT) הם בדרך כלל שימוש טיפולי שיקומי של האוכלוסייה המטופלת SCI עם יתרונות רבים כגון תקינה, תפקוד שלפוחית השתן/השתן ניידות6,7,8 9, ,10. זה מסיבה זו שאנו מנצלים מודאליות דומה במודל SCI שלנו עכבר ניסויים פרה-קליניים. זה המטרה שלנו כדי לקבוע איזה אפקטים LT יש על חולדות SCI Wistar, במיוחד בנוגע העליונה (כליות), פונקציית מערכת השתן התחתונה (שלפוחית השתן, סוגר השופכה חיצוני), תפקידו של המעי וגם התפקוד המיני. יתר על כן, זה הוכח כדי להספיק בהפעלת מערכות עצב-שריר מתחת לגובה הפגיעה אשר עשויים להשפיע על כמות פלסטיות בתוך מערכת העצבים המרכזית (CNS)11,12.
ההצלחה של LT במחקרים קליניים מתועדת גדול13,14 והן קטנות15,16,17,18,19 SCI מודלים בעלי חיים. הראיות עולה כי מביא קלט חושי שמספקת זה מספיק כדי לעורר מסלולים רפלקס השדרה שתוצאתה פלסטיות, שיפורים-מוטורית לתפקד9,20. LT הטבות לגבי תפקודים אוטונומיים לא היה טוב שאפיינו. מסיבה זו, אנו מיישמים פרדיגמה אימון עם דגש על אמצעים התוצאה אוטונומי, באמצעות ארבע קבוצות שונות הכוללות שני פקדים שאינם מאומנים וקבוצת נשיאת משקל שאינו מטבולית/תרגול לצד קבוצת LT המחקה את העיתוי. משך ההפעלה, סיוע ידנית ותמיכה משקל המשמשים מחקרים קליניים19,21,22,23,24.
כל השיטות המתוארות אושרו על ידי אוניברסיטת לואיוויל אכפת חיה מוסדיים ועל שימוש הוועדה (IACUC).
1. פגיעה טרום טיפול ובדיקה (שבוע לפני SCI)
2. חוט השדרה החבורה25,26,27,28
3. אימון שלב
4. המתת חסד ואוסף רקמות
בעקבות זה פרוטוקול אימונים, זה תועד רק החיות QT להדגים פונקציה גינקולוגיות מעולה בהשוואה לשני קבוצות18. עם זאת, בשל אופיו של המעבדה שלנו, ההתמקדות העיקרית שלנו היא לחקור שאינן גינקולוגיות היתרונות של מבוססי פעילות פעילות הדרכה (א), לרבות שלפוחית השתן, המעי התפקוד המיני. למשל, בעבר פרסמנו נתונים המציג תוצאות LT הוזלת polyuria בקבוצות QT והן מטרים של חולדות (איור 4) SCI17הנגרמת. כמו כן, ירידה פציעה-induced שינוי צורה גורם גידול-β (TGF-β) ביטוי של הכליה, מעידה על תגובה חיסונית שונה, שלא נראתה בקבוצות QT ומטרים, אשר היו רמות TGF-β דומה לבעלי דמה (אין פציעה). אותו מחקר17, cystometry ער בוצעה לפני המתת חסד ואיסוף רקמות. משרעת המרבי של התכווצויות בשלפוחית השתן במהלך מחזורי חלל היה לא שונה באופן משמעותי מעבר המזויפים, QT ו- FT קבוצות, בעוד קבוצות NT נותרה שינו באופן משמעותי. יחד, נתונים אלה מצביעים על תוצאה חיובית תרגיל על תפקוד שלפוחית השתן ובריאות הכליה, ובכך שיפור תפקוד בדרכי השתן לאחר לביוטכנולוגיה
המנגנונים polyuria כבסיס בתוך האוכלוסייה SCI הוא כרגע לא ברור אבל היא מרובת העצרת סביר32. כמה יש המשוערות, לדוגמה, כי באגירת נוזלים של הגפיים התחתונות בעת SCI יחידים הם בכיסא גלגלים יכול להוביל נוזלים ולמניעת נוזלים מוגברת במהלך משמרות בתנוחה (כגון הזזת מלשבת לשקר)33. הסבר לא יחזיק עבור המודל ניסויים פרה-קליניים, אשר הובילה אותנו להתמקד תחילה ארגינין וזופרסין (AVP), הורמון אשר שולטת הומאוסטזיס נוזלים בגוף, יכול להיות מאופנן עם פעילות גופנית. AVP שולט הומאוסטזיס נוזלים דרך הפעלת הקולטן V2 בכליות, המאפשרת ספיגת מים מן הכליות איסוף צינוריות34. ראיות ראשוניות של פיילוט (כרונית זמן-נקודת בחומרה הנגע אחד - כוח ההשפעה kdyn 210) מצביעים על השפעה מיטיבה של פעילות גופנית (LT ו- FT) על רמות הרצפטור V2 בכליה עכברוש (איור 5).
איור 1: harnesses בהזמנה אישית בגודל על חולדות זכרים Wistar. QT ו- NT חיות ממוקמים באותו סוג של המעיל (א) מתן אפשרות לשימוש של הגפיים האחוריות במקרה של QT חיות. ישנם רצועות נוספות תפרה אל הרתמה בשימוש לבעלי מטרים (B) להעלות את הגפיים האחוריות, שמבטיח אין תמיכה משקל הגוף. הקרס ולופ גשמי חלקים גדולים הרתמה מאפשרים בקלות התאמות בעלי חיים בגדלים שונים, שינויים בגודל של חיים בודדים לאורך זמן. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 2: הדרכת התקנה תחנת. הגוף משקל התמיכה מנגנון סביב ההליכון או NT (השמאל הקיצוני), QT (באמצע) או קבוצות (מימין) מטרים. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 3: תחנת הדרכה עם חיות. העליון (A) ונופים צדדיים (B) מציג משקל הגוף תומכים מנגנון והמיקום של קובץ מצורף סרטוני תמיכה harnesses. שים לב הגפיים האחוריות של החיה מטרים (B) מופעל, תוריד את החגורה על ההליכון. שיבוץ (C) מציגה תצוגה קרובה יותר של הסרטון הידק אל הרתמה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 4: א השפעות על עכברוש polyuria אחרי הפוליטיקה הנפח הכולל של תפוקת השתן (A) גדל לאחר SCI (*; p < 0.05) שב קרוב יותר לקו אחרי 9 שבועות של אימון זה בקבוצות QT והן מטרים אבל נשאר מוגברת בקבוצה NT ביחס הקבוצות מיומן (#; p < 0.05). כל הקבוצות הפגינו תפוקת השתן מוגברת בהשוואה בסיסית ב 9 שבועות, גדל נפח חלל (B). חשוב לציין כי מספר חללים (C) וגם את כמות צריכת המים (D) נותר זהה על פני כל הקבוצות. ערכים הם אמצעי שגיאת התקן ±. איור זה פרסום מחדש עם מחבר הרשאה17. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 5: א אפקטים על הכליה עכברוש. המערבי כתם תוצאות עכברוש רמות כליות של קולטני V2 5 קבוצות של חולדות 4 כל (20 סה כ), מציג רמות הביטוי עבור להקות חלבון בתנאי בלוח A וקבוצה מתכוון densitometry תוצאות ניתוח הלהקות (באמצעות ImageJ; כמנת = צפיפות אופטית) בחלונית B, המציין משמעותי (*; p < 0.05) הדירי קולטנים בכל נקודת זמן כרוני (12 שבועות) של פוסט-SCI ואין ירידה יחסית בסיסית (פקדי כירורגי המזויפים) עבור הקבוצות שקיבלו 10 שבועות של שעה אחת מדי יום העבודה קווי שגיאה מייצגים שגיאה סטנדרטית. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
קטמין/חריגות השירותים הווטרינריים במינון תרשים | ||||
מנה אפקטיבית: | באמצעות מניות קטמין 100 מ"ג/מ"ל ו- 20 מ"ג/מ"ל חריגות השירותים הווטרינריים במלאי * * * | |||
קטמין 80 מ"ג/ק"ג | ||||
חריגות השירותים הווטרינריים 10 מ"ג/ק"ג | ||||
תערובת 1.0 מ"ל הזרקה = מלאי קטמין 0.62 מ"ל (100 מ"ג/מ"ל) + 0.38 mL חריגות השירותים הווטרינריים מניות (20 מ"ג/מ"ל) | ||||
משקל בעלי חיים | תערובת הזרקה | משקל בעלי חיים | תערובת הזרקה | |
(ז) | (mL) | (ז) | (mL) | |
100 | 0.13 | 275 | 0.36 | |
105 | 0.14 | 285 | 0.37 | |
110 | 0.14 | 290 | 0.38 | |
115 | 0.15 | 300 | 0.39 | |
120 | 0.16 | 305 | 0.4 | |
125 | 0.16 | 310 | 0.4 | |
130 | 0.17 | 315 | 0.41 | |
135 | 0.18 | 320 | 0.42 | |
140 | 0.18 | 325 | 0.42 | |
145 | 0.19 | 330 | 0.43 | |
150 | 0.2 | 335 | 0.44 | |
155 | 0.2 | 340 | 0.44 | |
160 | 0.21 | 345 | 0.45 | |
165 | 0.21 | 350 | 0.46 | |
170 | 0.22 | 355 | 0.46 | |
175 | 0.23 | 360 | 0.47 | |
180 | 0.23 | 365 | 0.47 | |
185 | 0.24 | 370 | 0.48 | |
190 | 0.25 | 375 | 0.49 | |
195 | 0.25 | 380 | 0.49 | |
200 | 0.26 | 385 | 0.5 | |
205 | 0.27 | 390 | 0.51 | |
210 | 0.27 | 395 | 0.51 | |
215 | 0.28 | 400 | 0.52 | |
220 | 0.29 | 410 | 0.53 | |
225 | 0.29 | 420 | 0.55 | |
230 | 0.3 | 430 | 0.56 | |
235 | 0.31 | 440 | 0.57 | |
240 | 0.31 | 450 | 0.59 | |
245 | 0.32 נקודות | 460 | 0.6 | |
250 | 0.33 | 470 | 0.61 | |
255 | 0.33 | 480 | 0.62 | |
260 | 0.34 | 490 | 0.64 | |
265 | 0.34 | 500 | 0.65 | |
270 | 0.35 | 510 | 0.66 |
טבלה 1: הרדמה במינון תרשים המבוסס על המשקל של חיה בודדים.
זמן הכשרה (דקות) | מהירות (ס"מ/s) | משך הזמן (דקות) |
0-1 | 6 | 1 |
1-2 | 8.4 | 1 |
3-R | 10.8 | 1 |
3-8 | 13.2 | 5 |
8-13 | 10.8 | 5 |
13-28 | 13.2 | 15 |
28-33 | 10.8 | 5 |
33-38 | 6 | 5 |
38-43 | 8.4 | 5 |
43-58 | 13.2 | 15 |
טבלה 2: משטר האימונים של הגדרות מהירות שההליכון צריך להיות על המתאים הזמן בילה בכל המהירות.
השיטות שלנו של א על חולדות לאחר מדע הוא התערבות טיפולית הרומן. בעוד בשיטות אחרות של פעילות גופנית ועל שלב אימון במודלים של בעלי חיים יכול להתקיים35,36,37, שיטה זו מחקה LT ביצעו קלינית באוכלוסייה האנושית SCI, שבו ראינו תוצאות מבטיחות23. עם השילוב של ההתקנה שלנו, משטר שליטה בבעלי החיים, התוצאות המתקבלות ניצול פרדיגמה האימון יסייע להבין את היתרונות של א אחרי הפוליטיקה העתיד יישומים של פרוטוקול זה כוללים התבוננות התוצאה המתוארת של א וטכניקת אימון שונים, כמו גם את ההשפעה א על התאוששות ברמות שונות, היקף הפגיעה.
מגבלה אחת של עיצוב זה הוא משך הזמן לניסויים כאלה. בהתחשב בכך את משטר האימונים שלנו עבור כל חיה דורש שעה אחת ביום, כל יום במשך 10 שבועות, אנשי משמעותית וזמן לוח זמנים מסודר של היא הכרח. היבט חשוב הדורש תשומת לב מיוחדת כרוך הקבוצה מטרים, ובו harnesses ייחודי עם רצועות גשמי וו ולופ כדי לאבטח את הגפיים האחוריות מעל ההליכון עבור חיסול של משקל תומכים. חשוב לוודא כי החיה אינה מקבלת תמיכה משקל, ולכן פלטפורמה אינו ממוקם תחת כפות הרגליים האחוריות של החולדה. בנוסף, כפי שמחקרים קודמים הראו כי הקלט החושי הוא נהג העיקרי של מערכת גינקולוגיות פלסטיות ב ה38,39,של חוט השדרה40, יש צורך מתמיד של טיפול הקבוצה QT לסייע עם צעד ממש כמו פיזיותרפיסטים בסביבה קלינית.
שינוי חשוב שבוצעו במערכת הליכון מסחרי המשמש עבור בעלי החיים היה להפוך את הקוטביות. לאחר שחשף את המנוע, החוטים חיוביים ושליליים הוחלפו דבר ההופך את הכיוון שההליכון מהלכים. דבר זה מאפשר יותר ויש גישה קלה יותר להגיע ולעזור לאמן את החיות (המערכת מגיעה עם רשת הלם בקצה אחד אשר נועד למנוע חיות spinally שלמים שאינם רתום קפיצה מעל החגורה ההליכון).
המחברים אין לחשוף.
המחברים להכיר ד"ר פטרישיה וורד, באפריל Herrity, סוזן Harkema שלהם קלט והדרכה, כריסטין Yarberry לקבלת סיוע כירורגי, חן Yangsheng, אנדריאה Willhite, ג'וני מורהאוס לקבלת סיוע טכני, דרלין בורק לקבלת סיוע עם נתונים סטטיסטיים, הערכות התנהגותיות. תמיכה עבור עבודה זו במימון סופק על ידי משרד ההגנה (W81XWH-11-1-0668 ו- W81XWH-15-1-0656) קנטאקי השדרה ואת הראש פציעה מחקר לבטוח (KSCHIRT 14-5).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Exer-3R treadmill | Columbus Instruments | reversed polarity of the motor | |
Body weight support system | N/A | N/A | modified spring scales with alligator clips |
Rat harness | N/A | N/A | Our harnesses are custom made; please refer to Figure 1 for visual. |
Infinite Horizon (IH) impactor device | Precision Systems and Instrumentation | Model 0400 | |
Ketamine HCl | Hospira | NDC 0409-2053-10 | |
Xylazine (AnaSed Injection) | Akorn Animal Health | NDC 59399-110-20 | |
Meloxicam (Eloxiject) | Henry Schein Animal Health | NDC 116695-6925-2 | |
Gentamicin Sulfate (GentaFuse) | Henry Schein Animal Health | NDC 11695-4146-1 | |
urethane, 97% | Argos Organics | CAS 51-79-6 | |
4-0 monofilament suture kit (4-0 Ethilon Nylon Suture) | Ethicon, LLC | 205016 | |
Michel suture clips (9mm Auto Clips) | MikRon Precision, Inc. | 1629 | |
Heating pad | Mastex Industries, Inc | Model 500 | |
Tootie Fruitys cereal | Malt O Meal | For training reward | |
Male Wistar rats | Envigo | ||
Size 10 surgical scalpel blades | Miltex | SKU: 4-110 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionExplore More Articles
This article has been published
Video Coming Soon
ABOUT JoVE
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved