Method Article
Bu iletişim kuralı modelimiz lokomotor koşu bandı etkinlik tabanlı eğitim için rats Medulla Spinalis Yaralanmalarında (SCI) ile gösterir. Hem dört ayaklı ve salt forelimb gruplarına ek olarak iki farklı tür denetim sigara eğitimli grup içerir. Müfettişler eğitim etkileri bu iletişim kuralını kullanan SCI fareler üzerinde değerlendirmek edebiliyoruz.
Medulla Spinalis Yaralanmalarında (SCI) mobilite ve otonomik ilgili işlev bozuklukları çok sayıda dahil açıkları kalıcı sonuçlar. Lokomotor eğitim (LT) bir koşu bandı üzerinde yaygın SCI popülasyondaki özneleri, çok sayıda avantaj ve ilerleme-e doğru günlük yaşam rehabilitasyon aracı olarak kullanılır. SCI için her ikisi de aydınlatmak sonra böyle gelişmeler arkasında ve geliştirmek ve mevcut klinik rehabilitasyon iletişim kurallarına iyileştirmek mekanizmaları biz etkinlik tabanlı görev özel eğitim (ABT) kemirgenler bu yöntem kullanmaktadır. Şu anki amacımız üriner ABT kaynaklı iyileştirmeler altında yatan mekanizmalar belirlemek için bağırsak ve bilim, cinsel fonksiyon sıçanlar kontüzyonu ciddi düzeyde orta sonra. Özel yapım ayarlanabilir çelik yelek bireysel her hayvan güvenli hale getirme sonra onlar için değiştirilmiş bir üç şeritli koşu bandı indirdi ve 58 dakika, 10 hafta boyunca günde bir adım-eğitimde destekli bir çok yönlü vücut ağırlığı destek mekanizması, güvenli. Bu kurulum için hem dört ayaklı ve salt forelimb hayvanlar, iki farklı olmayan eğitim grupları yanında eğitim verir. Dört ayaklı eğitilmiş hayvanlarla vücut ağırlığı destek gerektiğinde, uygun arka bacak yerleşimiyle salt forelimb eğitimli hayvanlar ile hind uzuv teması sağlamak için kaudal sonunda geçirilen süre adım yardımcı olmak için bir teknisyen tarafından mevcut destekli koşu bandı ve hiçbir ağırlık taşıyan. Bir sigara eğitimli SCI grup hayvanların bir koşum yerleştirilir ve diğer kontrol SCI grubu ev onun kafes eğitim odası içinde kalırken koşu bandı yanında duruyor. Bu paradigma birden çok SCI hayvan eğitimi için bir kerede sağlar böylece daha zaman-verimli yanı sıra bizim önceden klinik hayvan modeli olarak klinik temsil taklit eden sağlanması yapma kapatmak mümkün, özellikle vücut ile ilgili olarak Ağırlık çekmek elle yapılan yardım ile.
Genel olarak, 250.000-500.000 yeni omurilik yaralanması (SCI) arasında durumlarda dejenerasyon, hastalıklar veya çoğu nedeniyle yaygın olarak (%90) ortaya çıkan travma1. Travmatik SCI sonra vücut fonksiyonları çok sayıda etkileyen nörolojik açıkları içinde neden fizyolojik olaylar gerçekleşecek bir dizi. SCI izleyin kronik açıkları nedeniyle, geliştirme ve sınama etkili tedavi yöntemleri önemlidir. Yakın zamana kadar rehabilitasyon stratejileri en sık hareketlilik2,3kurtarma üzerinde odaklanmıştır. SCI hastaların mesane/idrar, bağırsak ve cinsel fonksiyonları daha iyi yönetimi1,4,5ihtiyacı en yüksek yaşam kalitesi komplikasyonlar arasında rütbe. Bu nedenle, mesane, bağırsak ve cinsel fonksiyon hedefliyor rehabilitasyon açısından1,4,5son derece önemlidir.
Egzersiz ve Lokomotor eğitim (LT) yaygın olarak kullanılan rehabilitasyon tedavileri SCI hasta nüfus ile kardiyovasküler fonksiyonu, mesane/üriner fonksiyon ve hareketlilik6,7,8 gibi birçok faydası vardır ,9,10. Bu nedenle biz bizim önceden klinik sıçan SCI modelinde benzer bir yöntemi kullanmak içindir. Özellikle hem üst (böbrek) ve alt (mesane, dış üretral sfinkter) idrar yolları işlevi, bağırsak fonksiyon ve cinsel fonksiyon ile ilgili olarak SCI Wistar fareler üzerinde LT vardır ne gibi etkileri belirlemek için bizim hedefimizdir. Ayrıca, LT nöromüsküler Sistemleri Merkezi sinir sistemi (MSS)11,12içinde plastisite miktarını etkileyen yaralanma seviyesinin altında aktive yeterli olduğu gösterilmiştir.
LT başarı önceden klinik çalışmalarda iyi büyük13,14 ve küçük15,16,17,18,19 SCI hayvan modelleri içinde belgelenmiştir. Kanıtlar LT tarafından sağlanan afferent duyusal giriş plastisite içinde neden spinal refleks yollar uyarmak yeterli ve ilerleme-e doğru duyu-motor9,20işlevi gösteriyor. LT faydaları Otonom fonksiyonları ile ilgili de nitelendirmiştir değil. Bu nedenle, biz otonom sonucu önlemlerin üzerinde iki eğitimli olmayan denetimleri içeren dört farklı gruplar ve metabolik/egzersiz sigara ağırlık taşıyan grup zamanlaması taklit eden bir LT grubu ile birlikte kullanarak bizim eğitim paradigma bir odak ile uygulanması, oturum süresi, el ile yardım ve klinik çalışmalar19,21,22,23,24' te kullanılan ağırlık destek.
Tüm yöntem tanımlamak Üniversitesi Louisville kurumsal hayvan bakım ve kullanım Komitesi (IACUC) tarafından onaylanmış olması.
1. kullanım ve (bir hafta önce SCI) test öncesi yaralanma
2. Spinal kord kontüzyonu25,26,27,28
3. eğitim faz
4. ötenazi ve doku koleksiyonu
Bu eğitim protokolü QT hayvanlar18diğerine kıyasla üstün lokomotor işlev grupları göstermek dokümante edilmiştir. Laboratuarımızın yapısı nedeniyle, bizim odak kesesi, bağırsak ve cinsel fonksiyon da dahil olmak üzere görev özel eğitim (ABT), etkinlik tabanlı lokomotor sigara faydaları araştırmak için be. Örneğin, biz daha önce LT sonuçları QT ve FT gruplar halinde SCI fareler (Şekil 4)17polyuria Egzersizden kaynaklanan azalma gösterir veri yayımlanmıştır. Ayrıca, büyüme faktörü-β (TGF-β) ifadesinde böbrekler, değiştirilmiş bir bağışıklık yanıtı gösterge dönüşümünde bir yaralanma kaynaklı azalma değil görüldü QT ve FT gruplar, TGF-β düzeyleri sham (yaralanma) hayvanlara benzer vardı. Aynı çalışmada17' de uyanık Sistometri ötenazi ve doku toplama önce gerçekleştirildi. Mesane kasılmalar geçersiz döngüleri sırasında en fazla genliği sham, QT ve FT önemli ölçüde farklı değildi grupları, NT grupları önemli ölçüde değişmiş kaldı. Birlikte, bu verileri olumlu egzersiz sonucu böbrek sağlığı ve mesane işlevi, böylece üriner fonksiyon bilm sonra artırmak belirtmek
SCI nüfus içinde temel polyuria olan mekanizmaları Şu anda değil temizleyin ama büyük olasılıkla çok faktöriyel32' dir. Bazı onaylanmadığına karar, örneğin, alt ekstremite SCI süre sıvı havuzu birey tekerlekli sandalyede olduğunu sıvı aşırı yük ve artan sıvı eleme (yalan oturan taşıma gibi) postural vardiya33sırasında yol açabilir. Böyle bir açıklamayı bize başlangıçta arginin vasopressin (AVP), vücuttaki sıvı homeostazı denetler ve egzersiz ile modüle hormon odaklanmaya yol açmıştır önceden klinik modeli tutmaz. AVP harekete geçirmek-in su rezorpsiyonu böbrek toplama kanalları34üzerinden kolaylaştıran V2 reseptör içinde böbrekler yoluyla sıvı homeostazı denetler. Pilot deneme (zaman nokta bir lezyon önem - 210 kdyn darbe kuvveti ile kronik) ön kanıt göstermek bir yararlı etkisi egzersiz (LT ve FT) V2 reseptör düzeyleri sıçan böbrek (Şekil 5).
Şekil 1: erkek Wistar sıçanlara boyutlu özel koşumları. QT ve NT hayvanlar arka bacaklarda QT hayvanlar durumunda kullanımı için izin ceket(a)aynı tür yerleştirilir. Orada ek askıları FT hayvanlar (B) için vücut ağırlığı destek temin hind bacaklarda yükseltmek için kullanılan emniyet kemeri üzerine dikilmektedir. Koşum büyük kanca ve loop malzeme bölümlerini zamanla kolay ayarlamaları farklı ölçekli hayvan ve bireysel bir hayvan boyutunu herhangi bir değişiklik için izin verir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 2: İstasyonu Kurulum Eğitimi. Vücut ağırlığı destek mekanizması koşu bandı (uzak sol) NT, QT (orta) veya FT (sağda) Grup için çevreleyen. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 3: eğitim istasyonu hayvanlarla. Üst(a)ve (B) yan sayısı vücut ağırlığı gösterilen mekanizma ve koşum takımı için ek destek klipler konumunu destekler. (B) FT hayvan arka bacaklarda ortaya çıkar ve koşu bandı kemer kapalı unutmayın. İç metin (C) koşum için tutturulmuş Clip daha yakın bir görünüm canlandırıyor. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 4: sıçan polyuria sonra FK ABT etkileri İdrar çıkışı(a)hacmi arttı sonra SCI (*; p < 0,05) ve QT ve FT gruplar eğitiminde LT 9 hafta ancak eğitimli grupları (#; p < 0,05) göre NT grubunda artan kaldı sonra satır taban çizgisine yakın geri döndüm. Tüm grupları artan idrar çıkışı ve taban çizgisine 9 haftalıkken karşılaştırıldığında geçersiz birim (B) artış gösterdi. Boşlukları (C) sayısı ve su alımı (D) miktarı aynı tüm gruplarda kaldı unutmamak gerekir. Değerler şunlardır: anlamına gelir ± standart hata. Bu rakam Yazar izni17ile yayınlanacaktır. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 5: sıçan böbrek ABT etkisi. Western blot sonuçları V2 reseptörü 4 sıçan 5 grupta sıçan böbrek düzeyleri için her (20 toplam), ifade düzeyleri protein bantları için gösterilen Masası'nda sağlanan A ve grup Dansitometresi analizi sonuçları (ImageJ; kullanarak Grup demek OD = optik yoğunluğu) Bpanelinde önemli bir gösteren (*; p < 0,05) reseptörleri bir kronik zaman noktası (12 hafta) post-SCI ve hiçbir azalma bir saatlik günlük ABT. 10 hafta alma grupları için bir temel (sahte cerrahi denetimleri) göre azalma Hata çubukları standart hata temsil eder. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Ketamin/Xylazine doz şeması | ||||
Etkili doz: | 100 mg/mL ketamin stok ve 20 mg/mL xylazine hisse senedi *** kullanarak | |||
80 mg/kg ketamin | ||||
10 mg/kg xylazine | ||||
1.0 mL karışımı enjeksiyon = 0,62 mL ketamin hisse senedi (100 mg/mL) + 0,38 mL xylazine hisse senedi (20 mg/mL) | ||||
Hayvan ağırlık | Karışım enjeksiyon | Hayvan ağırlık | Karışım enjeksiyon | |
(g) | (mL) | (g) | (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 | 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 |
Tablo 1: bireysel hayvanın ağırlık alan anestezi dozaj grafik.
Eğitim süresi (min) | Hız (cm/s) | Süresi (dk) |
0-1 | 6 | 1 |
1-2 | 8.4 | 1 |
2-3 | 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 |
Tablo 2: Eğitim rejimi koşu bandı-meli var olmak zaman için karşılık gelen hız ayarları her hızda geçirdi.
ABT bizim yöntemleri SCI bir roman terapötik müdahale sonra fareler üzerinde. 36,37, bu yöntem diğer yöntemleri egzersiz ve hayvan modellerinde eğitim adım35,var olabilir iken SCI insan nüfusu içinde nerede umut verici sonuçları23gördün mü, klinik olarak yürütülen LT taklit eder. Bizim Kur, rejimi ve kullanım kontrolü hayvanların kombinasyonu ile bizim eğitim paradigması kullanarak elde edilen sonuçları açıklanan sonucunu gözlemleyerek bilm gelecekteki uygulamalar bu iletişim dahil sonra ABT faydaları anlamak için yardımcı olacaktır ABT ABT farklı düzeyleri ve kapsamlarını yaralanma kurtarma üzerinde etkisini yanı sıra farklı eğitim zaman dilimleri.
Bu tasarım bir sınırlama bu tür deneyler için zaman uzunluğudur. Her hayvan için bizim eğitim rejimi günlük, 10 hafta, her gün 1 saat gerektirir verilen bu önemli personel zaman ve düzenli bir zamanlama bir zorunluluk olduğunu. Özel dikkat gerektiren önemli bir yönü destek benzersiz koşum takımı ile kanca ve loop malzeme askıları hind bacaklarda ağırlık ortadan kaldırılması için koşu bandı üzerinde güvenli vardır FT grup içerir. Hayvan bir platform sıçan arka paws altında konumlandırılmış değil bu yüzden ağırlık destek almaz emin olmak önemlidir. Buna ek olarak, önceki çalışmalarda duyusal girdi lokomotor sistem plastisite omurilik38,39,40yılında asıl bir sürücü olduğunu belirttiyseniz gibi yardımcı olmak için QT Grup işleme bir sabit gerek yoktur çok aynı fiziksel terapistler klinik ortamda olarak adım ile.
Hayvanlar için kullanılan piyasada bulunan koşu bandı sistemine yapılan önemli bir değişiklik polarite ters. Motor açığa sonra pozitif ve negatif tel hangi koşu bandı hareket yönü tersine döner açık. Bu daha fazla yer ve ulaşmak ve hayvanlar (sistem koşu bandı kemeri adım sigara harnessed, spinally olduğu gibi hayvanlar önlemek için tasarlanmış bir ucunda bir şok Kılavuzu ile birlikte gelir) tren yardımcı daha kolay erişim sağlar.
Yazarlar ifşa gerek yok.
Yazarlar Drs. Patricia Ward, Nisan Herrity ve Susan Harkema kendi giriş ve rehberlik, Christine Yarberry cerrahi yardım almak için Yangsheng Chen, Andrea Willhite ve teknik destek için Johnny Morehouse ve Darlene Burke yardım için kabul istatistik ve davranışsal değerlendirme ile. Bu eser desteği finansman (W81XWH-11-1-0668 ve W81XWH-15-1-0656) Savunma Bakanlığı ve Kentucky Spinal kord ve kafa yaralanması araştırma güven (KSCHIRT 14-5) tarafından sağlandı.
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 |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır