Name: activity-based training on a treadmill with spinal cord injured wistar rats
Uploaded: 2019-01-16T14:30:00
Duration: 6 min 40 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Activity-based Training on a Treadmill with Spinal Cord Injured Wistar Rats at JoVE.com

Les auteurs reconnaissent les Drs Patricia Ward, avril Herrity et Susan Harkema pour leurs apports et leurs conseils, Christine Yarberry pour assistance chirurgicale, Yangsheng Chen, Andrea Willhite et Johnny Morehouse d’assistance technique et Darlene Burke pour assistance statistiques et études comportementales. Prise en charge de ce travail a été financé par le Department of Defense (W81XWH-11-1-0668 et W81XWH-15-1-0656) et le Kentucky, la moelle épinière et Head Injury Research Trust (KSCHIRT 14-5).

Toutes les méthodes décrites ont été approuvées par l’Université de Louisville animalier institutionnel et utilisation Comité (IACUC).
1. avant le traumatisme manipulation et d’essai (une semaine avant la SCI)
<ol><li>Gérez tous les rats pendant une période de 5-10 min une fois par jour pendant cinq jours. Remarque : Des rats Wistar mâles adultes qui sont âgés de ~ 50 jours initialement et peser 200-225 g sont utilisés dans le présent protocole. Rats à ce point dans le temps avant l’accident ne sont pas acclimatés au faisceau qui est utilisé pour LT car le plein usage des membres postérieurs permet le rat échapper à la veste.</li>
	<li>Procéder à tout essai d’avant l’accident qui est spécifique à l’étude (par exemple, les auteurs do cage métabolique quotes-parts pour les études qui concernent les effets de la SCI sur la fonction de la vessie et des intestins).</li>
</ol>2. la moelle épinière Contusion25,26,27,28
<ol><li>Anesthésier les animaux avec la kétamine (80 mg/kg) et mélange de xylazine (10 mg/kg) par voie intrapéritonéale selon le tableau de dosage fournis (tableau 1). Administrer la dose supplémentaire au besoin. Tester la profondeur anesthésique au moins toutes les 10 min en évaluant la cornée, fentes palpébral, pédale, pincement de la queue et réflexes de pinna.</li>
	<li>Raser les cheveux à l’arrière de l’animal où incision et blessures doivent se produire. Nettoyer la zone chirurgicale avec chirurgien Dermachlor 4 %. Administrer un antibiotique général de longue durée d’action (par exemple, 0,5 cc Pro-Pen-G par voie sous-cutanée).</li>
	<li>Placez l’animal anesthésié sur un coussin chauffant sur un réglage bas pour maintenir une température corporelle normale.</li>
	<li>Estimer la position du niveau de la lésion ciblée reposant sur les protubérances vertébrales et avec un scalpel #10, faire une incision d’environ 5 cm sur la face dorsale de l’animal, directement au-dessus des vertèbres de la ligne médiane.</li>
	<li>Pour les contusions-thoracique, exposer le T8/T9 niveau de la moelle épinière par suppression (avec pinces-gouges) de la superposition T7 lame vertébrale.</li>
	<li>En utilisant un dispositif de contusion comme un horizon infini de frappe29, effectuent la contusion (pour un degré modéré à sévère de la SCI, utiliser une force de 210 kdyn aucune durée de parcours)18.</li>
	<li>Suturer ensemble la couche musculaire et le carénage sur la moelle épinière à l’aide de monofilament de diamètre de 4-0, puis fermez la peau avec des clips de la plaie chirurgicale de 9 mm.</li>
	<li>Administrer des médicaments post-opératoires, tels que le sulfate de gentamicine (5 mg/kg / jour pendant 5 jours ; antibiotique pour éviter les infections de la vessie) et meloxicam (1 mg/kg par voie sous-cutanée, analgésique pour les premières 48 h, puis comme nécessaire).</li>
	<li>Placer les animaux dans une cage propre sur un coussin chauffant. Vérifier les signes vitaux des animaux toutes les 15 minutes jusqu'à ce qu’ils sont tout à fait réveillés de l’anesthésie.  Au cours de la première journée après l’opération, les animaux sont encouragés à manger avec une gâterie sucrée. Pour les premières 48 h (trois fois par jour au moment de manuel crede - voir 2.10), des rats sont surveillés pour inactivité, vocalisation en réponse à la manipulation et le manque de désir de manger et boire.  Si l’analgésie est jugée insuffisante, le personnel vétérinaire est contacté. Tout au long de la phase de relèvement initial de deux semaines, les animaux sont observés pour les éléments de preuve d’infection ou d’autres complications. Une fois reflex renvoie invalidation, les animaux sont entretenus à deux fois par jour (matin et après-midi). Les animaux atteints d’infections ou de perte de poids significative sont immédiatement euthanasiés. Au sujet de la consommation d’aliments et l’eau, la coupure de point pour l’euthanasie est quand l’animal a atteint quoi que ce soit plus de 20 % la perte de poids. Perte de poids normale après chirurgie et désuétude l’atrophie des muscles sous le niveau du préjudice est de 15 à 20 %. Tous les animaux sont pesés au moins une fois par semaine.</li>
	<li>Effectuer des procédures utilisant la manœuvre manuelle de Credé 3 fois par jour (08:00, 15:00, 22:00) la vidange de vessie jusqu'à ce que la fonction vésicale réflexive est de retour (3-6 jours en moyenne pour les contusions)26,30.</li>
</ol>3. Phase d’entraînement
<ol><li>Commencer pas plus tôt que deux semaines post-SCI, comme responsable des interventions trop tôt peuvent exacerber lésion secondaire cascades31LT.</li>
	<li>Acclimatation de semaine 1 à entraînement sur tapis roulant : transporter les rats à une salle de repos qui se consacre à la formation.</li>
	<li>Le jour 1, au hasard et uniformément divisent les animaux SCI groupes contrôle formés et non formés, afin de tenir compte de la variabilité potentielle tant la blessure elle-même que le degré de récupération spontanée après contusion. Par exemple, diviser des rats en 4 groupes distincts : quadrupède formé (QT), membres antérieurs seulement formé (FT), contrôle non formés (NT) et non formés maison cage contrôle (HC). Un groupe fictif où les animaux reçoit une laminectomie mais aucun dommage et est traitées par ailleurs les mêmes que les autres groupes peut également servir comme un groupe de contrôle blessé sans formation.</li>
	<li>Placez chaque animal dans le harnais respectif (Figure 1) et fixer le harnais pour le mécanisme de soutien de poids de corps au-dessus du tapis roulant via pinces crocodiles qui sont fixés aux ressorts de soutien de poids (Figure 2 et Figure 3). Pour cela, l’animal qui sera fixée au même endroit sur le tapis roulant, veiller à ce qu’ils vont dans le sens avant désigné et vitesse. Remarque : En raison de contraintes de temps et de personnel, laboratoire des auteurs organise une formation quotidienne dans les groupes de douze animaux, trois dans chaque groupe de sous-ensemble.</li>
	<li>Démarrer le processus d’acclimatation suivant le protocole publiées antérieurement17. Début de l’acclimatation à la LT (début de la semaine 3 post-SCI) avec un régime d’exposition de tapis de course progressive, passant de 10 minutes le jour 1 à la cible totale de 58 min au cours de la première semaine (tableau 2). En général, de 4 jours, les animaux s’acclimater bien pour le régime d’entraînement. Si un animal n’indique pas la progression de la troisième journée d’acclimatation, le temps serait réduite et extra jours ajoutés à une hausse plus progressive (rarissime).<ol>
<li>Si un animal au cours de la première journée ou deux ne s’adapte pas à l’enfermement du harnais et tapis roulant, interrompre la séance d’entraînement, retirez-la de la sellette, remettre l’animal dans sa cage et lui donner deux gâteries pour aider à renforcer le respect futur. Le lendemain, placer l’animal dans le système de support de faisceau et le poids à nouveau pendant 10 min. Dans les jours suivants, augmenter la durée de 20 min au départ puis continuent d’augmenter la durée de la formation tous les jours pour obtenir une formation complète de 10 jours.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Suivre le programme d’entraînement détaillé fourni dans le tableau 2.<ol>
<li>En raison de l’utilisation limitée des membres postérieurs après l’accident, rats du groupe QT nécessiteront facilitation manuelle patte bon placement tout en marchant sur le tapis roulant. Utiliser un doigt de chaque main (généralement le troisième chiffre) pour aider à la prise en charge/hanches. Lorsque l’animal a besoin davantage d’assistance en pas à pas, utilisez ce même doigt pour appliquer une pression au-dessus du genou pour initier pas à pas. Si nécessaire, utilisez un doigt distinct (généralement le cinquième chiffre) pour aider le pied à marcher. Remarque : Le montant du soutien de poids de corps nécessaire varie d’un animal à l’autre et change au fur et formation. Le système de support de printemps donne assez aide à garder l’animal positionné pour une démarche appropriée. Est confortée au besoin par le formateur par dessus. Notez qu’un élément clé du LT est placement patte fonctionnellement appropriée pour faire un pas et interlimb de coordination qui est promue par le formateur et est indépendant du système de soutien.</li>
		<li>Pour le groupe d’exercice FT, ajuster le système de soutien de poids de corps pour élever légèrement les membres postérieurs pour assurer aucun stimuli sensoriels aux pattes et aucune incidence de poids se produit par contact avec le tapis roulant. NOTE : Le groupe FT sert un exercice et le contrôle métabolique, semblable à celle d’un exercice de manivelle dans les études humaines formation axée sur l’activité.</li>
		<li>Le groupe NT harnaché et attaché pour le système de soutien de poids de corps de façon semblable comme le QT et place le groupe NT près du groupe QT sur une surface fixe (Figure 2 et Figure 3). NOTE : Le groupe NT ne reçoit aucune activité et les contrôles concernant les effets potentiels d’être exploitées pour une période de temps prolongée.</li>
		<li>Un groupe de maison cage peut servir comme un contrôle supplémentaire. Le transport de ces animaux à la facilité de formation comme une étape supplémentaire pour ce groupe.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Jour 7 -10 après le début du LT, former chaque animal une fois par jour, tous les jours jusqu’au jour de la fin de l’étude. Après chaque journée de formation, donner chaque animal une friandise sucrée à renforcer le respect. Continuer LT quotidienne sur les animaux suivant le schéma 1 h fourni dans le tableau 2 pour la durée de l’étude (par exemple, 8-12 semaines pour imiter l’approximatif 80 séances d’une heure qui sont font dans les études cliniques)9.</li>
</ol>4. euthanasie et prélèvement tissulaire
<ol><li>Administrer une dose mortelle de l’anesthésie à l’animal qui se conforme aux lignes directrices AVMA sur l’euthanasie.</li>
	<li>Lorsque le cœur bat à peine, commencer immédiatement perfusant l’animal dans une hotte de laboratoire dédié tout d’abord avec du sérum physiologique hépariné froid suivi par le froid, la solution paraformaldéhyde à 4 %.<ol>
<li>Commencer par utiliser des ciseaux chirurgicaux à faire une incision au-dessus du diaphragme, exposant ainsi la cavité thoracique. Continuer à couper à travers la cage thoracique rostralement des deux côtés, enlever la cage thoracique. Introduire l’aiguille de perfusion dans le ventricule gauche du cœur et pince aiguille avec une pince hémostatique, puis fixer l’oreillette droite.</li>
		<li>À l’aide d’un mécanisme de pompe à perfusion, laisser le sérum physiologique hépariné froid de circuler à travers les vaisseaux sanguins de l’animal. Une fois clairement saline découle de l’oreillette droite, passer à la solution froide de paraformaldéhyde à 4 %, jusqu'à ce que le corps a durcie.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Enlever les tissus nécessaires tels que le rein, la vessie, du côlon, cerveau, ganglions sensitifs et la moelle épinière et stocker dans paraformaldéhyde à 4 % pendant 48 h à 4 ° C. Après 24-48 h, passer le tissu à 30 % de sucrose et conserver à 4 ° C.</li>
	<li>Déplacer des tissus prélevés à un 30 % de saccharose/phosphate buffered cryoprotecteur solution jusqu'à ce que le tissu est prêt pour la coupe. Pour couper le tissu, incorporez dans un composé de congélation de tissu et couper sur un cryostat à épaisseur désirée selon le type de tissu utilisé (p. ex., 35 µm pour le cerveau et les tissus de la moelle épinière, 5-7 µm pour les tissus de l’organe).</li>
</ol>

<ol>
	<li>Ahuja, C. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Traumatic+spinal+cord+injury.">Traumatic spinal cord injury.</a> Nature Reviews Disease Primers. 3, 17018 (2017).</li><li>Behrman, A. L., Harkema, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Locomotor+training+after+human+spinal+cord+injury:+a+series+of+case+studies.">Locomotor training after human spinal cord injury: a series of case studies.</a> Physical Therapy. 80 (7), 688-700 (2000).</li><li>Anderson, K. 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L., Valenca, M. M., McCANN, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuroendocrine+control+of+body+fluid+metabolism.">Neuroendocrine control of body fluid metabolism.</a> Physiological Reviews. 84 (1), 169-208 (2004).</li><li>C&#244;t&#233;, M. -. P., Azzam, G. A., Lemay, M. A., Zhukareva, V., Houl&#233;, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Activity-dependent+increase+in+neurotrophic+factors+is+associated+with+an+enhanced+modulation+of+spinal+reflexes+after+spinal+cord+injury.">Activity-dependent increase in neurotrophic factors is associated with an enhanced modulation of spinal reflexes after spinal cord injury.</a> Journal of Neurotrauma. 28 (2), 299-309 (2011).</li><li>Dupont-Versteegden, E. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exercise-induced+gene+expression+in+soleus+muscle+is+dependent+on+time+after+spinal+cord+injury+in+rats.">Exercise-induced gene expression in soleus muscle is dependent on time after spinal cord injury in rats.</a> Muscle &amp; Nerve: Official Journal of the American Association of Electrodiagnostic Medicine. 29 (1), 73-81 (2004).</li><li>De Leon, R., Hodgson, J., Roy, R., Edgerton, V. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Full+weight-bearing+hindlimb+standing+following+stand+training+in+the+adult+spinal+cat.">Full weight-bearing hindlimb standing following stand training in the adult spinal cat.</a> Journal of Neurophysiology. 80 (1), 83-91 (1998).</li><li>Pearson, K. 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Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Nos méthodes de ABT sur des rats après que SCI est une nouvelle intervention thérapeutique. Parmi les autres méthodes d’exercice et l’étape de formation dans des modèles animaux peuvent35,36,37, cette méthode imite LT menée sur le plan clinique dans la population humaine de la SCI, où nous avons vu de résultats prometteurs23. Avec la combinaison de notre installation, le régime et l’utilisation des animaux témoins, les résultats obtenus de l’utilisation de notre paradigme de formation aidera à comprendre les avantages de l’ABT après que Future SCI. applications du présent protocole incluent observer les résultats décrits de ABT à des délais différents de formation ainsi que l’effet sur la récupération de différents niveaux et degrés de lésions ABT.
Une des limites de cette conception sont la longueur de temps pour de telles expériences. Étant donné que notre programme d’entraînement pour chaque animal nécessite 1 heure par jour, tous les jours pendant 10 semaines, temps personnel substantiel et un calendrier organisé est une nécessité. Un aspect important qui nécessite une attention particulière implique le groupe FT, qui a le harnais uniques avec des courroies en matière auto-agrippante pour garantir les membres postérieurs au-dessus du tapis roulant pour l’élimination de poids support. Il est important de s’assurer que l’animal ne reçoit pas le soutien de poids, c’est pourquoi une plateforme n’est pas positionnée sous les pattes du rat. En outre, comme les études antérieures ont indiqué que l’entrée sensorielle est un conducteur principal de la plasticité du système locomoteur dans la moelle épinière38,39,40, il y a un besoin constant de gérer le groupe QT pour aider avec le renforcement tout comme thérapeutes physiques en milieu clinique.
Une importante modification apportée au système disponibles dans le commerce de tapis roulant utilisé pour les animaux a été inverser la polarité. Après avoir exposé le moteur, les fils positifs et négatifs ont été commutés qui inverse le sens que du tapis roulant se déplace. Cela permet plus d’espace et un accès plus facile à atteindre et aider à former les animaux (le système est livré avec une grille de choc à une extrémité qui est conçue pour empêcher les animaux non attelés, spinal intacts de sauter le tapis).

Globalement, entre 250 000-500 000 nouveaux de la moelle épinière (SCI) cas concernent soit due à la dégénérescence, maladies ou le plus souvent (jusqu'à 90 %) traumatisme1. Après LMÉ traumatique, une série d’événements physiologiques ont lieu qui donnent lieu à des déficits neurologiques qui affectent une multitude de fonctions corporelles. En raison des déficits chroniques qui suivent SCI, le développement et l’essai des modalités de traitement efficace est cruciale. Jusqu'à une date récente, stratégies de réadaptation portent plus souvent sur la récupération de la mobilité2,3. Suite de SCI, les patients classent urinaire/vessie, l’intestin et des fonctions sexuelles parmi les complications plus élevées de qualité de vie ayant besoin d’une meilleure gestion1,4,5. Cibler la vessie, l’intestin et la fonction sexuelle est donc primordial d’une réadaptation vue1,4,5.
Exercice et entraînement locomoteur (LT) sont des thérapies de réadaptation couramment utilisés dans la population de patients de SCI avec nombreux avantages tels que la fonction cardiovasculaire, fonction urinaire/vessie et mobilité6,7,8 ,9,10. C’est pour cette raison, que nous utilisons une modalité similaire dans notre modèle SCI rat précliniques. Notre objectif est de déterminer quels effets LT a chez le rat Wistar SCI, spécifiquement en ce qui concerne aussi bien supérieure (rein) et fonction du tractus urinaire bas (vessie, sphincter urétral externe), la fonction intestinale et la fonction sexuelle. En outre, LT s’est avéré être suffisant dans l’activation des systèmes neuromusculaires au-dessous du niveau de préjudice qui peut influencer le montant de la plasticité dans le système nerveux central (SNC)11,12.
Le succès du LT dans des études précliniques est bien documenté dans les grandes13,14 et petit15,16,17,18,19 modèles animaux SCI. Preuves suggèrent qu’entrée sensorielle afférente, fournie par LT est suffisante pour stimuler les voies réflexes spinaux qui donnent lieu à la plasticité et améliorations à sensori-moteur int9,20. Avantages LT concernant des fonctions autonomes n’ont pas été bien caractérisées. Pour cette raison, nous implémentons notre paradigme de formation en mettant l’accent sur les mesures de résultats autonome, à l’aide de quatre groupes distincts qui incluent deux contrôles non formés et un groupe de non-poids métabolique/exercice aux côtés d’un groupe LT qui imite le timing, durée de la session, manuelle aide et appui de poids qui sont utilisés dans les études cliniques19,21,22,23,24.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Exer-3R treadmill</td>
			<td>Columbus Instruments</td>
			<td></td>
			<td>reversed polarity of the motor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Body weight support system</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>modified spring scales with alligator clips</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rat harness</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Our harnesses are custom made; please refer to Figure 1 for visual.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Infinite Horizon (IH) impactor device</td>
			<td>Precision Systems and Instrumentation</td>
			<td>Model 0400</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketamine HCl</td>
			<td>Hospira</td>
			<td>NDC 0409-2053-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylazine (AnaSed Injection)</td>
			<td>Akorn Animal Health</td>
			<td>NDC 59399-110-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Meloxicam (Eloxiject)</td>
			<td>Henry Schein Animal Health</td>
			<td>NDC 116695-6925-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gentamicin Sulfate (GentaFuse)</td>
			<td>Henry Schein Animal Health</td>
			<td>NDC 11695-4146-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>urethane, 97%</td>
			<td>Argos Organics</td>
			<td>CAS 51-79-6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4-0 monofilament suture kit (4-0 Ethilon Nylon Suture)</td>
			<td>Ethicon, LLC</td>
			<td>205016</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Michel suture clips (9mm Auto Clips)</td>
			<td>MikRon Precision, Inc.</td>
			<td>1629</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heating pad</td>
			<td>Mastex Industries, Inc</td>
			<td>Model 500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tootie Fruitys cereal</td>
			<td>Malt O Meal</td>
			<td></td>
			<td>For training reward</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Male Wistar rats</td>
			<td>Envigo</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Size 10 surgical scalpel blades</td>
			<td>Miltex</td>
			<td>SKU: 4-110</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

activity-based training on a treadmill with spinal cord injured wistar rats

De la moelle épinière (SCI) se traduit par une durée des déficits qui incluent des mobilité et une multitude de dysfonctionnements axés sur le système nerveux autonome. L’entraînement locomoteur (LT) sur un tapis roulant est largement utilisé comme outil de réadaptation dans la population de SCI avec de nombreux avantages et l’amélioration de la vie quotidienne. Nous utilisons cette méthode de formation spécifique à une tâche par activité (ABT) chez les rongeurs après SCI à la fois élucider les mécanismes derrière ces améliorations et pour renforcer et améliorer les protocoles cliniques de réadaptation existants. Notre objectif actuel est de déterminer les mécanismes qui sous-tendent les améliorations induite par l’ABT dans urinaire, intestinale et la fonction sexuelle chez SCI les rats après un niveau modéré à sévère de contusion. Après s’être assuré de chaque animal dans un gilet réglable sur mesure, ils sont fixés à un mécanisme de soutien du poids corps polyvalent, abaissé à un tapis roulant les trois voies modifié et aidé à étape-formation pendant 58 minutes, une fois par jour pendant 10 semaines. Cette configuration permet la formation d’animaux fois quadrupèdes et patte avant uniquement, aux côtés de deux différents groupes non formés. Les animaux quadrupèdes formés avec le soutien de poids de corps sont aidés par un technicien présent pour aider à marcher avec patte bon placement que nécessaire, alors que les membres antérieurs seulement des animaux entraînés sont déclenchés à l’extrémité caudale pour n’assurer aucun contact membre postérieur avec la tapis de course et non portantes. Un groupe SCI non formés d’animaux est placé dans un harnais et repose à côté du tapis roulant, tandis que l’autre groupe SCI de contrôle reste dans sa cage maison dans la salle de formation à proximité. Ce paradigme permet la formation de plusieurs animaux SCI à la fois, ce qui le rend plus efficace à la fois en plus de veiller à ce que notre modèle animal préclinique imite la représentation clinique comme près possible, particulièrement en ce qui concerne le corps soutien de poids avec une aide manuelle.

Suite à ce protocole de formation, il a été établi que seuls les animaux QT démontrent une fonction locomotrice supérieure par rapport à l’autre regroupe18. Toutefois, en raison de la nature de notre laboratoire, notre objectif principal est d’enquêter sur les avantages non-locomotrice axée sur l’activité de formation spécifique à une tâche (ABT), y compris de la vessie, l’intestin et la fonction sexuelle. Par exemple, nous avons publié précédemment de données qui affiche des résultats LT une réduction induite par l’exercice de polyuria en groupes les QT et FT de SCI rats (Figure 4)17. En outre, une diminution induite par la blessure à transformer l’expression du facteur de croissance (TGF-β) β dans le rein, indicative d’une réponse immunitaire altérée, n’était pas considéré en groupes QT et FT, qui présentaient des niveaux de TGF-β semblables à des animaux de l’imposture (aucun dommage). Dans la même étude17cystométrie éveillé a été réalisée avant le prélèvement de tissus et de l’euthanasie. L’amplitude maximale des contractions de la vessie pendant les cycles de sub n’était pas significativement différent en trompe-l'œil, QT et FT groupes, tandis que les groupes NT est resté sensiblement modifiés. Ensemble, ces données indiquent un résultat d’exercice positif sur la fonction de la santé et de la vessie rein, améliorant ainsi la fonction urinaire après LMÉ.
Les mécanismes polyurie sous-jacentes au sein de la population de SCI est actuellement pas clairement, mais sont probablement multifactorielle32. Certains ont émis l’hypothèse, par exemple, mise en commun de liquide dans les membres inférieurs tout en SCI personnes sont dans un fauteuil roulant peut conduire à la surcharge hydrique et une élimination fluide accrue lors des quarts de travail postural (tels que le déplacement d’assis à allongé)33. Une telle explication ne tient-elle pas pour le modèle pré-clinique, qui nous a amené à se concentrer d’abord sur l’arginine vasopressine (AVP), l’hormone qui contrôle l’homéostasie des liquides dans le corps et peut être modulée avec l’exercice. AVP contrôle l’homéostasie des liquides grâce à l’activation du récepteur V2 dans les reins qui facilite la résorption de l’eau du collecteur rénal conduits34. Les données préliminaires d’une expérience pilote (point de temps chronique dont la gravité d’une lésion - 210 kdyn force d’impact) indiquent un effet bénéfique de l’exercice (LT et FT) sur les niveaux de récepteurs V2 dans le rein de rat (Figure 5).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58983/58983fig1.jpg"> Figure 1 : harnais sur mesure de taille chez les rats Wistar mâles. QT et NT animaux sont placés dans le même type de veste (A) autorisant l’utilisation des membres postérieurs chez les animaux QT. Il y a des sangles supplémentaires cousus sur le harnais utilisé pour les animaux FT (B) de soulever les membres postérieurs, n’assurant aucun soutien de poids de corps. La grande partie de matériel auto-agrippante du harnais permettre des ajustements faciles aux animaux de tailles différentes et à toute modification de la taille d’un animal au fil du temps. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58983/58983fig1large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58983/58983fig2.jpg"> Figure 2 : configuration de la station de formation. Mécanisme de soutien corps poids entourant le tapis roulant pour NT (extrême gauche), QT (au milieu) ou groupes (à droite) FT. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58983/58983fig2large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58983/58983fig3.jpg"> Figure 3 : station d’entraînement avec les animaux. Haut (A) et (B) les vues montrant le poids corporel soutiennent mécanisme et l’emplacement des clips de support de fixation pour les harnais. Notez que les membres postérieurs de l’animal FT (B) est déclenché et le tapis au large. Encart (C) dépeint une vue rapprochée du clip attaché au harnais. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58983/58983fig3large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58983/58983fig4.jpg"> Figure 4 : effets ABT sur polyurie de rat après LMÉ. Le volume total de production d’urine (A) a augmenté après la SCI (* ; p < 0,05) et retourné plus étroite au niveau de référence après 9 semaines de formation de LT en groupes les QT et FT mais il est resté une augmentation dans le groupe NT par rapport à des groupes formés (#; p < 0,05). Tous les groupes ont démontré une augmentation de la diurèse par rapport au niveau de référence à 9 semaines et augmenté de volume vide (B). Il est important de noter que le nombre d’espaces vides (C) et le montant de l’apport d’eau (D) est resté le même dans tous les groupes. Les valeurs sont moyen ± écart-type. Ce chiffre est republié avec auteur permission17. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58983/58983fig4large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58983/58983fig5.jpg"> Figure 5 : les effets sur le rein de rat ABT. Western blot résultats pour niveaux de rein de rat des récepteurs V2 en 5 groupes de 4 rats chacun (total 20), montrant les niveaux d’expression pour les bandes de protéines fournies dans panneau A et groupe signifient densitométrie résultats de l’analyse des bandes (à l’aide de ImageJ ; OD = densité optique) dans le groupe B, ce qui indique une importante (* ; p < 0,05) diminution des récepteurs à une chronique-point dans le temps (12 semaines) post-SCI et aucune diminution par rapport à la référence (contrôles chirurgicales) pour les groupes recevant 10 semaines d’une heure quotidienne ABT. Barres d’erreur représentent écart-type. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58983/58983fig5large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td colspan="3">Dose de kétamine/Xylazine graphique</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
<tr>
<td>Dose efficace :</td>
			<td colspan="4">À l’aide de 100 mg/mL de bouillon de kétamine et 20 mg/mL de xylazine stock ***</td>
		</tr>
<tr>
<td>kétamine 80 mg/kg</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
<tr>
<td>xylazine 10 mg/kg</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="5">1,0 mL d’un mélange Injection = 0,62 mL bouillon de kétamine (100 mg/mL) + 0,38 mL bouillon de xylazine (20 mg/mL)</td>
		</tr>
<tr>
<td>Poids de l’animal</td>
			<td colspan="2">Injection de mélange</td>
			<td>Poids de l’animal</td>
			<td>Injection de mélange</td>
		</tr>
<tr>
<td>(g)</td>
			<td>(mL)</td>
			<td></td>
			<td>(g)</td>
			<td>(mL)</td>
		</tr>
<tr>
<td>100</td>
			<td>0,13</td>
			<td></td>
			<td>275</td>
			<td>0,36</td>
		</tr>
<tr>
<td>105</td>
			<td>0,14</td>
			<td></td>
			<td>285</td>
			<td>0,37</td>
		</tr>
<tr>
<td>110</td>
			<td>0,14</td>
			<td></td>
			<td>290</td>
			<td>0,38</td>
		</tr>
<tr>
<td>115</td>
			<td>0,15</td>
			<td></td>
			<td>300</td>
			<td>0,39</td>
		</tr>
<tr>
<td>120</td>
			<td>0,16</td>
			<td></td>
			<td>305</td>
			<td>0,4</td>
		</tr>
<tr>
<td>125</td>
			<td>0,16</td>
			<td></td>
			<td>310</td>
			<td>0,4</td>
		</tr>
<tr>
<td>130</td>
			<td>0,17</td>
			<td></td>
			<td>315</td>
			<td>0,41</td>
		</tr>
<tr>
<td>135</td>
			<td>0,18</td>
			<td></td>
			<td>320</td>
			<td>0,42</td>
		</tr>
<tr>
<td>140</td>
			<td>0,18</td>
			<td></td>
			<td>325</td>
			<td>0,42</td>
		</tr>
<tr>
<td>145</td>
			<td>0,19</td>
			<td></td>
			<td>330</td>
			<td>0,43</td>
		</tr>
<tr>
<td>150</td>
			<td>0,2</td>
			<td></td>
			<td>335</td>
			<td>0,44</td>
		</tr>
<tr>
<td>155</td>
			<td>0,2</td>
			<td></td>
			<td>340</td>
			<td>0,44</td>
		</tr>
<tr>
<td>160</td>
			<td>0,21</td>
			<td></td>
			<td>345</td>
			<td>0,45</td>
		</tr>
<tr>
<td>165</td>
			<td>0,21</td>
			<td></td>
			<td>350</td>
			<td>0,46</td>
		</tr>
<tr>
<td>170</td>
			<td>0,22</td>
			<td></td>
			<td>355</td>
			<td>0,46</td>
		</tr>
<tr>
<td>175</td>
			<td>0,23</td>
			<td></td>
			<td>360</td>
			<td>0,47</td>
		</tr>
<tr>
<td>180</td>
			<td>0,23</td>
			<td></td>
			<td>365</td>
			<td>0,47</td>
		</tr>
<tr>
<td>185</td>
			<td>0,24</td>
			<td></td>
			<td>370</td>
			<td>0,48</td>
		</tr>
<tr>
<td>190</td>
			<td>0.25</td>
			<td></td>
			<td>375</td>
			<td>0,49</td>
		</tr>
<tr>
<td>195</td>
			<td>0.25</td>
			<td></td>
			<td>380</td>
			<td>0,49</td>
		</tr>
<tr>
<td>200</td>
			<td>0,26</td>
			<td></td>
			<td>385</td>
			<td>0,5</td>
		</tr>
<tr>
<td>205</td>
			<td>0,27</td>
			<td></td>
			<td>390</td>
			<td>0,51</td>
		</tr>
<tr>
<td>210</td>
			<td>0,27</td>
			<td></td>
			<td>395</td>
			<td>0,51</td>
		</tr>
<tr>
<td>215</td>
			<td>0,28</td>
			<td></td>
			<td>400</td>
			<td>0,52</td>
		</tr>
<tr>
<td>220</td>
			<td>0,29</td>
			<td></td>
			<td>410</td>
			<td>0,53</td>
		</tr>
<tr>
<td>225</td>
			<td>0,29</td>
			<td></td>
			<td>420</td>
			<td>0.55</td>
		</tr>
<tr>
<td>230</td>
			<td>0,3</td>
			<td></td>
			<td>430</td>
			<td>0,56</td>
		</tr>
<tr>
<td>235</td>
			<td>0,31</td>
			<td></td>
			<td>440</td>
			<td>0,57</td>
		</tr>
<tr>
<td>240</td>
			<td>0,31</td>
			<td></td>
			<td>450</td>
			<td>0,59</td>
		</tr>
<tr>
<td>245</td>
			<td>0,32</td>
			<td></td>
			<td>460</td>
			<td>0,6</td>
		</tr>
<tr>
<td>250</td>
			<td>0,33</td>
			<td></td>
			<td>470</td>
			<td>0,61</td>
		</tr>
<tr>
<td>255</td>
			<td>0,33</td>
			<td></td>
			<td>480</td>
			<td>0,62</td>
		</tr>
<tr>
<td>260</td>
			<td>0,34</td>
			<td></td>
			<td>490</td>
			<td>0,64</td>
		</tr>
<tr>
<td>265</td>
			<td>0,34</td>
			<td></td>
			<td>500</td>
			<td>0,65</td>
		</tr>
<tr>
<td>270</td>
			<td>0,35</td>
			<td></td>
			<td>510</td>
			<td>0,66</td>
		</tr>
</tbody></table>Tableau 1 : Tableau de dosage anesthésie basé sur le poids de l’animal individuel.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Durée de la formation (min)</td>
			<td>Vitesse (cm/s)</td>
			<td>Durée (min)</td>
		</tr>
<tr>
<td>0-1</td>
			<td>6</td>
			<td>1</td>
		</tr>
<tr>
<td>1-2</td>
			<td>8.4</td>
			<td>1</td>
		</tr>
<tr>
<td>2-3</td>
			<td>10,8</td>
			<td>1</td>
		</tr>
<tr>
<td>3-8</td>
			<td>13.2</td>
			<td>5</td>
		</tr>
<tr>
<td>8-13</td>
			<td>10,8</td>
			<td>5</td>
		</tr>
<tr>
<td>13-28</td>
			<td>13.2</td>
			<td>15</td>
		</tr>
<tr>
<td>28-33</td>
			<td>10,8</td>
			<td>5</td>
		</tr>
<tr>
<td>33-38</td>
			<td>6</td>
			<td>5</td>
		</tr>
<tr>
<td>38-43</td>
			<td>8.4</td>
			<td>5</td>
		</tr>
<tr>
<td>43-58</td>
			<td>13.2</td>
			<td>15</td>
		</tr>
</tbody></table>Tableau 2 : Programme d’entraînement des réglages de vitesse que du tapis de course devrait être sur correspondant au temps passé à chaque vitesse.

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Activity-based Training on a Treadmill with Spinal Cord Injured Wistar Rats

Ce protocole illustre notre modèle de formation axée sur l’activité locomotrice tapis roulant pour les rats avec de la moelle épinière (SCI). On trouve des groupes fois quadrupèdes et patte avant uniquement, en plus de deux types distincts de groupes témoins non formés. Les enquêteurs sont en mesure d’évaluer les effets de la formation sur des rats SCI utilisant ce protocole.

La formation axée sur l’activité sur un tapis roulant avec la moelle épinière blessée des Rats Wistar

Spinal cord injury (SCI) results in lasting deficits that include both mobility and a multitude of autonomic-related dysfunctions. Locomotor training (LT) ...

L’exercice et la formation locomotrice sont couramment utilisés dans les thérapies de réadaptation dans la population de patients blessés de la moelle épinière. Le principal avantage de la formation axée sur l’activité est que de nombreux avantages fonctionnels ont été documentés, tant dans les études précliniques sur les animaux que dans la pratique clinique. James Armstrong et Christine Yarberry, deux techniciens de recherche principaux, et Jason Gumbel, un étudiant diplômé de mon laboratoire, feront la démonstration de la procédure. Pendant la semaine précédant la lésion médullaire, manipuler chaque rat pendant cinq à dix minutes, une fois par jour pendant cinq jours. Le jour de la blessure, rasez les cheveux de l’arrière du premier rat de 200 à 225 grammes, sur les lieux de la blessure, et placez l’animal anesthésié sur une plaque chauffante à un réglage bas. Administrer le lubrifiant oculaire, un antibiotique général à action longue, un analgésique et cinq millilitres de solution saline physiologique. Estimer l’emplacement du niveau de lésion ciblé, basé sur les protubérances vertébrales, et utiliser un scalpel numéro 10 pour faire une incision d’environ cinq centimètres sur le dorsum de l’animal, directement au-dessus des vertèbres médianes. À l’aide d’hémostats, rétracter les muscles lauraux, à l’aide d’une suture en soie 4-0. Pour les contusions thoraciques moyennes, utilisez rongeurs pour enlever la superposition de vertèbres T7 lamina, pour exposer le niveau T8-T9 de la moelle épinière, et utiliser un dispositif de contusion pour effectuer les contusions. Après avoir livré les blessures, utiliser des monofilaments de 4-0 diamètre pour suturer ensemble le muscle et fascia sur la moelle épinière. Et fermez la peau avec des pinces chirurgicales de neuf millimètres. Injectez encore cinq millilitres de solution saline physiologique. Placez ensuite les animaux dans des cages propres individuelles, sur des coussinets chauffants avec une surveillance étroite pendant les premières 24-48 heures. Utilisation du manuel Cred

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Spinal Cord Electrophysiology II: Extracellular Suction Electrode Fabrication

La moelle épinière électrophysiologie II: fabrication des électrodes extracellulaires d&#39;aspiration

Development of neural circuitries and locomotion can be studied using neonatal rodent spinal cord central pattern generator (CPG) behavior. We demonstrate ...

Recherche

Neurosciences

Chicken Embryo Spinal Cord Slice Culture Protocol

Embryon de poulet moelle épinière culture Tranche Protocole

Slice cultures can facilitate the manipulation of  embryo development both pharmacologically and through gene manipulations. In  this reduced system, ...

Spinal Cord Transection in the Larval Zebrafish

Spinal Cord Transection dans le poisson zèbre larvaire

Mammals fail in sensory and motor recovery following spinal cord injury due to lack of axonal regrowth below the level of injury as well as an inability ...

An Ex Vivo Laser-induced Spinal Cord Injury Model to Assess Mechanisms of Axonal Degeneration in Real-time

An Ex Vivo Laser-induced Spinal Cord Injury Model to Assess Mechanisms of Axonal Degeneration in Real-time

Une<em&gt; Ex Vivo</em&gt; Induite par laser Spinal Cord Injury modèle pour évaluer les mécanismes de la dégénérescence axonale dans en temps réel

Injured CNS axons fail to regenerate and often retract away from the injury site. Axons spared from the initial injury may later undergo secondary axonal ...

A Procedure for Implanting a Spinal Chamber for Longitudinal In Vivo Imaging of the Mouse Spinal Cord

A Procedure for Implanting a Spinal Chamber for Longitudinal In Vivo Imaging of the Mouse Spinal Cord

Une procédure pour l&#39;implantation d&#39;une chambre pour la colonne vertébrale longitudinale<em&gt; In Vivo</em&gt; Imagerie du cordon spinal de souris

Studies in the mammalian neocortex have enabled unprecedented resolution of cortical structure, activity, and response to neurodegenerative insults by ...

Investigating Functional Regeneration in Organotypic Spinal Cord Co-cultures Grown on Multi-electrode Arrays

Enquêter Régénération fonctionnelle en organotypiques médullaires Co-cultures Cultivé sur des tableaux multi-électrodes

Adult higher vertebrates have a limited potential to recover from spinal cord injury. Recently, evidence emerged that propriospinal connections are a ...

Experimental Strategies to Bridge Large Tissue Gaps in the Injured Spinal Cord after Acute and Chronic Lesion

Stratégies expérimentales pour combler les lacunes de tissus grandes dans la moelle épinière lésée après aiguë et chronique Lésion

After a spinal cord injury (SCI) a scar forms in the lesion core which hinders axonal regeneration. Bridging the site of injury after an insult to the ...

Imaging Neural Activity in the Primary Somatosensory Cortex Using Thy1-GCaMP6s Transgenic Mice

Imaging Neural Activity in the Primary Somatosensory Cortex Using Thy1-GCaMP6s Transgenic Mice

Imagerie de l’activité neuronale dans le Cortex somatosensoriel primaire utilisant Thy1-GCaMP6s des souris transgéniques

The mammalian brain exhibits marked symmetry across the sagittal plane. However, detailed description of neural dynamics in symmetric brain regions in ...

Laminectomy and Spinal Cord Window Implantation in the Mouse

Laminectomy et implantation de fenêtre de moelle épinière dans la souris

This protocol describes a method for spinal cord laminectomy and glass window implantation for in vivo imaging of the mouse spinal cord. An integrated ...

Isolation of Adult Spinal Cord Nuclei for Massively Parallel Single-nucleus RNA Sequencing

Isolement des noyaux d’adultes de la moelle épinière pour séquençage massivement parallèle ARN simple-noyau

Probing an individual cell&#39;s gene expression enables the identification of cell type and cell state. Single-cell RNA sequencing has emerged as a ...