53 Mateusz GrabowskiKonstancja Jabłońska

.N A UK O W CY .OR G .PL 3 (21)/2018 WWW .N A UK O W CY .OR G .PL 3 (21)/2018 WWW .N A UK O W CY .OR G .PL 3 (21)/2018

streszczenie

Z wierzęta laboratoryjne, głównie gryzonie są często wykorzystywane w bada- niach naukowych z zakresu biochemii, farma- kologii, fizjologii, genetyki i behawioru. Be- hawiorem nazywa się wrodzone zachowanie się zwierząt, objawiające się skoordynowanym postępowaniem organizmu w odniesieniu do środowiska zewnętrznego lub wewnętrznego w określonym czasie przy działaniu różnego rodzaju bodźców z otoczenia. Sposobem ob- serwowania i analizy zachowania się zwierząt laboratoryjnych są powszechnie stosowane testy behawioralne. Celem pracy było przed- stawienie metod przebiegu oraz sposobu analizy wyników wybranych, powszechnie wykorzysty- wanych testów behawioralnych związanych z aktywnością lokomotoryczną, koordynacją i równowagą. Aktywność lokomotoryczna jest głównym elementem zachowania się zwierząt.

Do czynności ruchowych zwierząt należą utrzy- manie postawy ciała podczas wykonywania różnych czynności, takich jak: zdobywanie po- karmu, ochrona przed niebezpieczeństwem, szukanie partnera do rozrodu, budowanie gni- azd i wychowywanie potomstwa. Czynności lokomocyjne to zespół ruchów służących do poruszania się w przestrzeni. Czynnościami bezpośrednio związanymi z aktywnością

lokomotoryczną są równowaga i koordynacja.

Pojawiające się zaburzenia związane z ruchem mogą być objawami choroby Parkinsona, Huntingtona i dystrofii mięśniowych różnego typu. Najczęściej stosowanymi testami są: test wytrzymałości uchwytu (grip strenght test), test bieżni obrotowej (rotarod test), horizon- tal bar, triple horizontal bars, static rods, test z belką pochyłą (balance beam test), test nowości (novelty test), test z kołowrotkiem (running wheels test), test odwróconej siatki Kondziela (Kondziela’s inverted screen) oraz weight test.

Mateusz Grabowski Konstancja Jabłońska

Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach Wydział Lekarski w Katowicach

Centrum Medycyny Doświadczalnej ul. Medyków 4, 40-752 Katowice

e-mail: mateusz.grabowski@med.sum.edu.pl

Zastosowanie testów behawioralnych w badaniach nad aktywnością lokomotoryczną, równowagą i koordynacją u zwierząt laboratoryjnych

Application of behavioral tests in studies on locomotor activity, balance and coordination in laboratory animals

S łowa kluczowe: testy behawioralne, zwierzęta laboratoryjne, aktywność lokomo- toryczna, równowaga, koordynacja.

S

. 53 - 62

abstract

L aboratory animals, mainly rodents, are often used in study of biochemistry, phar- macology, physiology, genetics and behavior.

The behavior is the innate activity of animals in

response to stimuli from the external or inter-

nal environment at a specific time. Behavioral

tests are commonly used to observing and ana-

lyzing activity of laboratory animals. The aim

of the study was to present the methodology,

course and analysis methods of the results of

selected, commonly used behavioral tests relat-

ed to locomotor activity, coordination and bal-

.N A UK O W CY .OR G .PL 3 (21)/2018 WWW .N A UK O W CY .OR G .PL 3 (21)/2018 WWW .N A UK O W CY .OR G .PL 3 (21)/2018 ance. Locomotor activity is the main element

of the animal behavior. Movement of animals includes keeping the body posture during vari- ous activities, such as: getting food, protecting against danger, looking for a partner for breed- ing, building nests and raising offspring. Lo- comotion is a set of movements used to move in space. Activities that are directly related to locomotive activity are balance and coordina- tion. Locomotor disorders may be symptoms of Parkinson’s disease, Huntington’s disease and muscular dystrophies of various types. The most commonly used tests are: grip strength test, rotarod test, horizontal bar, triple horizon- tal bars, static rods, balance beam test, novelty test, running wheel test, Kondziela’s inverted screen and weight test.

M

G

, k

j

Uzyskanie wiarygodnych wyników badań przedklinicznych wymaga testów in vivo.

Metody prowadzenia hodowli komórkowych in vitro nie zawsze zapewniają wszystkie ko- nieczne warunki do ich prawidłowego wzrostu i rozwoju (CICHOCKI I BAER-DUBOWS- KA, 2006). Koniecznym staje się użycie modeli zwierzęcych, które są organizmami złożonymi z wielu układów tkanek i narządów, które wzajemnie na siebie wpływają. Mod- ele zwierzęce znalazły zastosowanie w wielu badaniach eksperymentalnych. Zwierzęta te, głównie gryzonie, uczestniczą w procedurach doświadczalnych, tj. manipulacjach chirurgic- znych, testach farmakologicznych, toksykolog- icznych, alergologicznych oraz behawioralnych.

Te ostatnie wykorzystują znajomość behawioru, czyli zachowania się badanych zwierząt. Be- hawior jest zespołem reakcji danego osobnika, który służy zaspokojeniu określonych potrzeb zachodzących pod wpływem zewnętrznego lub wewnętrznego bodźca (SADOWSKI, 2012). W obrębie gatunku behawior zależy od płci, wieku, pory dnia, roku i temperatury środowiska. Opracowano wiele metod badaw- czych, które określa się wspólnym mianem testów behawioralnych. Głównym elementem zachowania się zwierząt jest czynność ruchu i związane z nią utrzymanie postawy ciała (SA- DOWSKI, 2012). Ruch jest głównym czyn- nikiem potrzebnym do aktywności lokomo- torycznej, z którą bezpośrednio związane są równowaga i koordynacja.

Zaburzenia związane z aktywnością lokomotoryczną, równowagą i koordynacją mogą być objawami chorób Parkinsona, Hun- tingtona i różnego typu dystrofii mięśniowych.

Wykaz wybranych testów behawioralnych stosowanych w badaniach nad zaburze- niami związanymi z aktywnością ruchową, równowagą i koordynacją przedstawiono na rys. 1.

Celem pracy było przedstawienie metod przebiegu, wykonania i sposobu interpretacji

s

. 53 - 62

K ^{ey words:} behavioral tests, laboratory an- imals, locomotor activity, balance, coordina- tion.

Wstęp

P ostęp współczesnej medycyny i nauk

biomedycznych jest uwarunkowany prow-

adzeniem badań z udziałem zwierząt labora-

toryjnych. Badania eksperymentalne in vivo z

wykorzystaniem zwierząt podlegają regulac-

jom prawnym i etycznym. Najważniejszymi

aktami prawnymi regulującymi sposób prow-

adzenia badań na zwierzętach są wytyczne „do-

brej praktyki laboratoryjnej” Konwencji Eu-

ropejskiej dotyczące badań nieklinicznych oraz

Międzynarodowej Rady do Spraw Wiedzy

o Zwierzętach Laboratoryjnych - ICLAS

(Roles of the International Council for Labo-

ratory Animal Science), a także International

Association of Colleges of Laboratory Ani-

mal Medicine (IACLAM) (TURNER I IN.,

2015). W Polsce aktem prawnym regulującym

kwestię zwierząt laboratoryjnych jest ustawa z

dnia 15 stycznia 2015 roku o ochronie zwierząt

wykorzystywanych do celów naukowych lub

edukacyjnych.

.N A UK O W CY .OR G .PL 3 (21)/2018 WWW .N A UK O W CY .OR G .PL 3 (21)/2018 WWW .N A UK O W CY .OR G .PL 3 (21)/2018

wyników wybranych testów behawioralnych, najczęściej wykorzystywanych w badaniach nad aktywnością lokomotoryczną, równowagą i koordynacją u zwierząt laboratoryjnych.

Modele zwierzęce chorób związanych z zaburzeniami aktywności

lokomotorycznej, równowagi i koordynacji

P opularnym modelem stosowanym w badaniach nad chorobą Parkinsona jest mysi model MPTP. Są to myszy, którym podaje się roztwór MPTP (1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6- tetrahydropyridine). Podaje się w dawce 20 mg/kg masy ciała, co dwie godziny w czterech iniekcjach (FERGUSONI IN., 2010). Taka procedura indukuje w mózgu zwierząt objawy podobne, jak u dorosłych pacjentów z chorobą

Parkinsona (FERGUSON I IN., 2010).

W chorobie Huntingtona wykorzystu- je się testy behawioralne badające zaburzenia ruchowe, ale również zaburzenia psychiczne i otępienie. Mysie modele choroby Huntingto- na to m. in. linie R6/2, BAC i YAC128. Linia YAC128 zawiera zmodyfikowany gen kodujący huntingtynę, który jest wzbogacony o dodat- kowe 128 powtórzeń sekwencji trójnukleoty- dowych - CAG (ALTO I IN., 2014; SLOW I IN., 2003).

Duża ilość badań naukowych poświęcona jest dystrofii mięśniowej typu Duchenne’a. Często wykorzystywanym mod- elem zwierzęcym w tej chorobie jest mysz linii mdx, będąca naturalnym mutantem genu dys- trofiny. Linie mdx2-5CV oraz mdx/utnr, które są pozbawione dwóch białek: dystrofiny i utro- piny, są modyfikacjami linii mdx. Wykorzystuje się je zarówno do badań nad dystrofią mięśniową Duchenne’a, jak również nad kardiomiopatia- mi (ALLAMAND I CAMPBELL, 2000).

Z

lokomotorycZną

,

s

. 53 - 62

R ys. 1. Wybrane testy behawioralne stosowane w badaniach nad aktywnością ruchową,

równowagą i koordynacją.

.N A UK O W CY .OR G .PL 3 (21)/2018 WWW .N A UK O W CY .OR G .PL 3 (21)/2018 WWW .N A UK O W CY .OR G .PL 3 (21)/2018

Test wytrzymałości uchwytu –

grip strenght test

T est wytrzymałości uchwytu stosuje się do oceny siły mięśni u gryzoni. Wykorzys- tuje on naturalną skłonność gryzoni do chwy- tania za różnego rodzaju materiały. Test znalazł zastosowanie w badaniach nad postępem chorób nerwowo-mięśniowych oraz przy określaniu terapeutycznego wpływu działania środków farmakologicznych stosowanych w leczeniu miopatii. Jest nieinwazyjny, ponieważ nie powoduje uszkodzeń mięśni szkieletowych badanych zwierząt (DE LUCA, 2008).

Zestaw pomiarowy składa się z pręta połączonego z miernikiem, który rejestru- je siłę uchwytu mięśni badanego gryzonia.

Dostępnych jest kilka modeli aparatów do pomiaru siły przyczepności i wytrzymałości kończyn, np. aparat firmy Ugo Basile, Panlab lub Columbus Insruments (DE LUCA, 2008).

Wykonanie testu polega na umożliwieniu chwycenia się badanego gryzonia przednimi kończynami za pręt, który jest połączony z siłomierzem w sposób zaprezentowany na fot. 1. W momencie ustalenia się średniej siły

uchwytu mięśni, można zakończyć test. Miarą siły uchwytu mięśni przednich kończyn bada- nego gryzonia jest wartość siły wskazana przez siłomierz. Odradza się wykonywanie testu wytrzymałości uchwytu częściej niż raz na tydzień (DE LUCA, 2008).

M

G

, k

j

s

. 53 - 62

F ot. 1. Mysz podczas testu wytrzymałości uchwytu. Zwierzę chwyta przednimi łapami za pręt, połączony z siłomierzem. Mierzona jest średnia siła uchwytu mięśni. Fotografia wykonana przez autorów pracy w Centrum Medycyny Doświadczalnej Śląskiego Uniwer- sytetu Medycznego w Katowicach.

Test bieżni obrotowej - rotarod test

T est bieżni obrotowej służy do po- miarów koordynacji ruchowej i wytrzymałości na obciążenie fizyczne. Polega na zdolności do utrzymania równowagi na obracającej się bieżni.

Rotarod składa się z obracanej, napędzanej automatycznie, poprzedzielanej kołnierzami bieżni. Istotnym elementem bieżni jest jej powierzchnia. Posiada ona szereg równoległych wgłębień, które pomagają w utrzymaniu się badanego gryzonia. Istnieje kilka różnych wersji testu bieżni obrotowej (STROOBANTS I IN., 2013; DEACON, 2013a; HEYSER, 2013; SE- DELIS I IN., 2001). Przykładowy model testu Rotarod przedstawiono na fot. 2.

Przed wykonaniem testu najlepiej

zabezpieczyć spód bieżni miękkim materiałem

w celu złagodzenia ewentualnych skutków

upadku gryzonia. Optymalna prędkość w teście

.N A UK O W CY .OR G .PL 3 (21)/2018 WWW .N A UK O W CY .OR G .PL 3 (21)/2018 WWW .N A UK O W CY .OR G .PL 3 (21)/2018

Rotarod według protokołu Deacon’a wynosi 4 rpm z przyśpieszeniem 20 obr./min. Trzymając mysz za ogon należy umieścić ją na bieżni zgod- nie z kierunkiem obrotów. Według protokołu Deacon’a po około 10 s można wprowadzić przyspieszenie. Mierzony jest czas, po którym mysz spadnie z bieżni. Czas ten jest miarą wytrzymałości na obciążenie fizyczne i zachow- anie równowagi u badanych gryzoni. Według Deacon’a jeżeli badany gryzoń spadnie przed upływem 10 s należy ponownie powtórzyć test.

Zaleca się wykonanie testu maksymalnie do trzech powtórzeń w ciągu jednej sesji pomiar- owej (DEACON, 2013a).

Horizontal bar, Triple horizontal bars,

Static rods

W szystkie trzy testy wykonuje się w podobny sposób. Służą do oceny siły kończyn oraz koordynacji ruchu. Polegają na umieszcze- niu gryzonia na pręcie o odpowiedniej średnicy

Z

lokomotorycZną

,

s

. 53 - 62

R ys. 3. Mysz podczas testu Rotarod. Mysz podczas upadku naciska dźwignię na spodzie bieżni, która zatrzymuje odmierzany czas. Czas ten jest miarą wytrzymałości na obciążenie fizyczne i zachowanie równowagi u badanych gryzoni. Fotografia wykonana przez autorów pracy w Centrum Medycyny Doświadczalnej Śląskiego Uniwersytetu Medycznego w Katowicach.

zawieszonym w przestrzeni. Mierzony jest czas, w jakim zwierzę pokona określony dystans.

Testy horizontal bar i triple horizon- tal bars składają się z prętów zawieszonych na wysokości. Test triple horizontal bars posiada wymienne trzy średnice prętów, a test horizon- tal bar jedną średnicę pręta (ALAVERDASH- VILI I IN., 2015; DECON, 2013a; JACQUE- LIN I IN., 2012).

Wykonanie testów według protokołu Deacon’a polega na umieszczeniu gryzonia prostopadle na pręcie, w taki sposób, by chwycił się tylko przednimi łapami. Mierzony jest czas utrzymania się gryzonia na pręcie. Maksymal- ny czas trwania testu wg protokołu Deacon’a wynosi 30 s. W przypadku, gdy badany gryzoń spadnie w ciągu kilku sekund od rozpoczęcia testu, a nie wynika to z błędu eksperymentato- ra, to czynność należy powtórzyć po uprzednim chwilowym odpoczynku (DECON, 2013a).

Test static rods składa się z pięciu drewn- ianych kołków ułożonych poziomo do podłoża.

Średnica każdego kolejnego kołka jest mniejsza

od poprzedniego. Jedne końce kołków przytwi-

.N A UK O W CY .OR G .PL 3 (21)/2018 WWW .N A UK O W CY .OR G .PL 3 (21)/2018 WWW .N A UK O W CY .OR G .PL 3 (21)/2018 erdzone są do stelaża, a drugie zawieszone w

powietrzu (ALAVERDASHVILI I IN., 2015;

JACQUELIN I IN., 2012).

Wykonanie testu według protokołu Deacon’a polega na umieszczeniu badanego gryzonia na kołku o największej średnicy w kierunku przeciwnym do zamierzonej drogi poruszania się zwierzęcia. Sugerowany maksy- malny czas wykonywania testu, wg Deacon’a to 120 s. Po pomyślnym wykonaniu zadania należy umieścić gryzonia na kołku o mniejszej średnicy i powtórzyć procedurę. Średnica kołka, przy którym badane zwierzę pokona dystans bez upadku jest miarą zdolności lokomotory- cznych i zachowania równowagi (DECON-1, 2013). Im mniejsza średnica kołka tym trudniej badanemu gryzoniowi pokonać zadany dystans.

Sugeruje się, aby przed wykonywaniem testów horizontal bar, triple horizontal bars i stat icrods przyzwyczajać badane gryzonie do warunków testów poprzez kilkudniowe sesje treningowe (DECON, 2013a; ALAVERDASHVILI I IN., 2015).

Test z belką pochyłą – balance beam test

U szkodzenia mózgu, manipulacje genetyczne i leczenie farmakologiczne może skutkować zmianami w funkcjach motory- cznych u zwierząt (LUONG, 2013). Test z belką pochyłą pozwala ocenić wrażliwość proprioceptywną u gryzoni (SHMIT I HEU- ER, 2011). Test znalazł szczególnie zastoso- wanie przy wykrywaniu subtelnych deficytów motorycznych, których nie da się zaobserwować podczas wykonywania testu bieżni obrotowej.

Pozwala wykryć objawy zaburzeń ruchowych w zależności od wieku i zmian w ośrodkowym układzie nerwowym. Test z belką pochyłą jest stosowany w badaniach na zwierzęcych modelach chorób Huntingtona i Sandhoffa oraz w testach nad zaburzeniami koordynacji ruchowej wywołanej benzodiazepinami (LU- ONG, 2013).

Zadaniem zwierząt jest spacer po wąskiej pochyłej belce, która wiedzie w stronę skrzyn- M

G

, k

j

s

. 53 - 62

F ot. 3. Mysz podczas testu balance beam wspinająca się po belce pochyłej. Fotografia

wykonana przez autorów pracy w Centrum Medycyny Doświadczalnej Śląskiego Uniwer-

sytetu Medycznego w Katowicach.

.N A UK O W CY .OR G .PL 3 (21)/2018 WWW .N A UK O W CY .OR G .PL 3 (21)/2018 WWW .N A UK O W CY .OR G .PL 3 (21)/2018

ki. Test zazwyczaj przeprowadza się w ciągu trzech dni. Pierwsze dwa dni stanowią trening, podczas którego następuje przyzwyczajenie się badanych gryzoni do warunków testu. Trzeci dzień to właściwy pomiar. Mierzony jest czas, w którym badane zwierzę pokona wyznac- zony dystans oraz ilość poślizgnięć podczas jego wykonywania. Skrzynka umieszczona jest na szczycie pochyłej belki i stanowi punkt końcowy doświadczenia. We wnętrzu skrzynki umieszcza się często ściółkę z klatki hodow- lanej badanego gryzonia, aby przyciągnąć go w stronę znajomego zapachu. Dystans od linii startu do skrzynki powinien wynosić około 80 cm, wg protokołu Luong’a (LUONG, 2013).

Układ do pomiaru często jest wyposażony w czujniki ruchu. Jeden z nich zamontowany jest przy linii startu, natomiast drugi kontroluje zatrzymanie pomiaru czasu po wejściu gryzo- nia do skrzynki. Cała konstrukcja urządzenia często wyposażona jest również w kamerę, z której nagrania wykorzystywane są do analizy poślizgów i innych obserwowanych deficytów motorycznych. Przykładowy model konstruk- cji testu prezentuje fot. 3 (LUONG, 2013;

SHMIT I HEUER, 2011). Według protokołu Luong’a każdy badany gryzoń bierze udział w trzech pomiarach. Odstęp pomiędzy pomiara- mi powinien trwać nie mniej niż 10 minut (LUONG, 2013).

Test nowości – novelty test

T est nowości należy do grupy tes- tów poznawczych, badających aktywność lokomotoryczną i eksplorację nowego środowiska, które stanowi dodatkowy czynnik stresowy dla gryzoni. Fakt ten pozwala również wykorzystać novelty test do badań nad lękiem.

Daje możliwość rozróżnienia gryzoni na wyso- ko – HR (high responders) i nisko – LR (low responders) aktywne ruchowo. Różnica między

gryzoniami polega na odmiennym sposobie re- agowania na czynnik stresowy (RUCIŃSKI I IN., 2015; ZACCARONI I IN., 2016). Klatka pomiarowa (aktometr) stanowi kwadratowy po- jemnik, w którym zamontowane są dwie foto- komórki. Jedna z nich umieszczona jest przy podstawie pojemnika i rejestruje poziomy ruch badanego zwierzęcia. Druga zamontowana jest przy wierzchu ściany i rejestruje wspinanie się gryzoni (RUCIŃSKI I IN., 2015).

Test polega na umieszczeniu zwierzęcia w pojemniku i monitorowaniu jego ruchu w nowym otoczeniu przez około dwie godz- iny. Wyniki uzyskuje się na podstawie oblic- zenia mediany z liczby ruchów poziomych wykonanych przez zwierzę podczas testu. Ni- ska aktywność eksploracyjna osobników LR jest związana z wysokim poziomem lęku u tych gryzoni (RUCIŃSKI I IN., 2015).

Z

lokomotorycZną

,

s

. 53 - 62

Test z kołowrotkiem – running wheels test

T est z kołowrotkiem jest powszech- nie stosowany do mierzenia aktywności fizy- cznej w różnych kontekstach, np. jako ogólna aktywność ruchowa, w badaniu bilansu ener- getycznego, czy w testach nad otyłością (NO- VAK, 2012). Kołowrotek znajduje się w klatce hodowlanej i stale jest dostępny dla gryzonia.

Dostępnych jest wiele typów kołowrotków dostosowanych do rozmiaru badanego gryzo- nia. Klatki wyposażone są w liczniki, mierzące średni czas obrotów, minimalną i maksymalną prędkość obrotów, przyspieszenie, całkowity czas spędzony w kołowrotku oraz liczbę wejść i wyjść z kołowrotka (NOVAK, 2012; COBOS I IN., 2012). Na fot. 4. przedstawiono model klatki z wbudowanym kołowrotkiem dla myszy.

Używanie przez gryzonia kołowrotka wpływa

na jego bilans energetyczny, w tym na apetyt

oraz masę ciała. Częste używanie kołowrotka

.N A UK O W CY .OR G .PL 3 (21)/2018 WWW .N A UK O W CY .OR G .PL 3 (21)/2018 WWW .N A UK O W CY .OR G .PL 3 (21)/2018 pobudza funkcjonowanie wybranych struktur

w mózgu, które wpływają na zachowania ob- ronne, poziom agresji, stan depresyjny i lękowy oraz niepokój (NOVAK, 2012). Z badań COLLINSA I IN. przeprowadzonych w 2009 r. wynika, że u myszy używających często kołowrotka rozwijają się stany przypominające depresję, które zostały potwierdzone przy po- mocy testu wymuszonego pływania (NOVAK, 2012; COLLINS I IN., 2009, COBOS I IN., 2009).

Test odwróconej siatki Kondziela – Kondziela’s inverted

screen

K ondziela opracował w 1964 roku test odwróconej siatki. Polega on na pomi- arze wytrzymałości i siły mięśni wszystkich czterech kończyn. Większość zdrowych gry- zoni z łatwością prawidłowo wykonuje ten

test. Obecnie dostępnych jest wiele udos- konalonych testów badających wytrzymałość mięśni, jednak test Kondziela jest stosunkowo tani i nadal używany w badaniach behawioral- nych. Testy wytrzymałościowe prowadzone są na zwierzęcych modelach chorób, tj. dystrofia mięśniowa, miastenia, stwardnienie rozsiane, rdzeniowy zanik mięśni, choroby Parkinsona, Huntingtona i stwardnienie zanikowe boczne (DEACON, 2013b).

Test odwróconej siatki Kondziela składa się z drucianej siatki. Cała siatka jest otoczo- na ramą, która zapobiega wspinaniu się oraz przechodzeniu badanego gryzonia na drugą stronę.

Wykonanie testu polega na umieszcze- niu gryzonia na środku siatki z jednoczesnym włączeniem stopera i odwróceniem siatki o 180 stopni (DEACON, 2013b). Należy trzymać siatkę na wysokości około pół metra nad miękką powierzchnią zabezpieczającą gryzonia przed urazem. Wynikiem testu jest czas utrzymania się gryzonia na siatce (DEACON, 2013b).

M

G

, k

j

s

. 53 - 62

F ot. 4. Model klatki z wbudowanym kołowrotkiem. Fotografia wykonana przez

autorów pracy w Centrum Medycyny Doświadczalnej Śląskiego Uniwersytetu

Medycznego w Katowicach.

.N A UK O W CY .OR G .PL 3 (21)/2018 WWW .N A UK O W CY .OR G .PL 3 (21)/2018 WWW .N A UK O W CY .OR G .PL 3 (21)/2018

Podsumowanie

Z wierzęta laboratoryjne są często wykorzystywane w testach behawioralnych, które tworzą dobre uzupełnienie testów bio- chemicznych, toksykologicznych i fizjologic- znych.

Testy behawioralne związane z aktywnością lokomotoryczną, koordynacją i równowagą u zwierząt laboratoryjnych wykorzystuje się w badaniach nad chorobami Huntingtona, Parkinsona, Sandhoffa, dystro- fiach różnego typu, miasteniach, stwardnieniu rozsianym, rdzeniowym zaniku mięśni, czy st- wardnieniu zanikowym bocznym. W testach tych sprawdza się m. in. ocenę siły mięśni, poziom kondycji ruchowej i wytrzymałości na obciążenie fizyczne, zachowanie równow- agi, wrażliwość proprioceptywną, aktywność lokomotoryczną, czy eksplorację w nowym środowisku.

W testach wytrzymałości uchwytu (grip strenght test), odwróconej klatki Kon- dziela (Kondziela’s inverted screen) oraz teście obciążeń (weights test) dokonuje się oceny siły mięśni u gryzoni. Test bieżni obrotowej (rotar- od test) pomiarów wytrzymałości na obciążenia fizyczne oraz koordynację ruchową u badanych gryzoni. Ocena siły kończyn i koordynacja ruchowa jest badana za pomocą testów hori- zontal bar, triple horizontal bars oraz stati crods.

Oceny wrażliwości proprioceptywnej u gryzoni dokonuje się za pomocą testu z belką pochyłą (balance beam test). Testem poznawczym, który pozwala ocenić aktywność lokomotoryczną, a także eksplorację nowego środowiska jest test nowości (novelty test). Do pomiaru aktywności fizycznej wykorzystuje się test z kołowrotkiem (running wheels test).

Literatura

ALAVERDASHVILI M., LI X., PATERSON P. 2015. Protein-Energy Malnutrition Causes Deficits in Motor Function in Adult Male Rats. The Journal of nutrition. 2503-2511.

ALLAMAND V., CAMPBELL K. 2000. An- imal models for muscular dystrophy: valuable tools for the development of therapies. Human molecular genetics. 2459–2467.

ALTO L., CHEN X., RUHN K., TREVIÑO I., TANSEY M. 2014. AAV-Dominant Nega- tive Tumor Necrosis Factor (DN-TNF)Gene Transfer to the Striatum Does Not Rescue Medium Spiny Neurons in the YAC128 Mouse Model of Huntington’s Disease. Public Li- brary of Science one. 9.

CICHOCKI M., BAER-DUBOWSKA W.

2006. Organizmy transgeniczne w farmacji i medycynie. Wydawnictwo Naukowe Akademii Medycznej im. K. Marcinkowskiego w Pozna- niu. 42-49.

COBOS E., GHASEMLOU N., ARALDI D., SEGAL D., DUONG K., WOOLF C.

2012. Inflammation-induced decrease in vol- untary wheel running in mice: a non reflexive test for evaluating inflammatory pain and anal- gesia. Pain. 876-884.

COLLINS A., HILL L., CHANDRAMO- HAN Y., WHITCOMB D., DROSTE S., REUL J. 2009. Exercise Improves Cognitive Responses to Psychological Stress through Enhancement of Epigenetic Mechanisms and Gene Expression in the Dentate Gyrus. Public Library of Science one. 4 (1).

DE LUCA A. 2008. Use of grip strength meter to assess the limb strength of mdx mice. Treat- Z

lokomotorycZną

,

s

. 53 - 62

.N A UK O W CY .OR G .PL 3 (21)/2018 WWW .N A UK O W CY .OR G .PL 3 (21)/2018 WWW .N A UK O W CY .OR G .PL 3 (21)/2018 DEACON J. 2013 a. Measuring Motor Coor-

dination in Mice. Journal of visualized experi- ments.

DEACON J. 2013 b. Measuring the Strength of Mice. Journal of visualized experiments.

FERGUSON M., NAYYAR T., DEUTCH A., ANSAH T. 2010. 5-HT2A receptor an- tagonists improve motor impairments in the MPTP mouse model of Parkinson’s disease.

Neuro pharmacology. 31–36.

HEYSER C., VISHNEVETSKY D., BERTEN S. The effect of cocaine on rotarod performance in male C57BL/6J mice. Physiol- ogy & Behavior. 208-211.

JACQUELIN C., STRAZIELLE C., LALONDE R. 2012. Neurologic function during developmental and adult stages in Dab- 1scm (scrambler) mutant mice. Behavioural Brain Research. 265-273.

LUONG N. 2011. Assessment of Motor Bal- ance and Coordination in Mice using the Bal- ance Beam. Journal of visualized experiments.

10, (49).

NOVAK M. 2012. The use of a running wheel to measure activity in rodents: Relationship to energy balance, general activity, and reward.

Neuroscience and biobehavioral reviews. 1001- 1014.

RUCIŃSKI J., WĄDOŁOWSKA A., CZER- WIEC K., KUROWSKA E., MYŚLIŃSKA D., MAJKUTEWICZ I. 2015. Metody be- hawioralne w neurobiologii służące ocenie poziomu lęku u gryzoni. Zagadnienia aktualnie poruszane przez młodych naukowców.

SADOWSKI B. 2012. Biologiczne mecha- nizmy zachowania się ludzi i zwierząt. Polskie

Wydawnictwo Naukowe. Warszawa.

SEDELIS M., SCHWARTING R., HUS- TON J. 2001. Behavioral phenotyping of the MPTP mouse model of Parkinson’s disease.

Behavioural Brain Research. 109-125.

SLOW E., VAN RAAMSDONK J., ROG- ERS D., COLEMAN S., GRAHAM R., DENG Y., OH R., BISSADA N., HOS- SAIN S., YANG Y., LI X., SIMPSON E., GUTEKUNST C., LEAVITT B., HAYDEN M. 2003. Selective striatal neuronal loss in a YAC128 mouse model of Huntington disease.

Human molecular genetics. 1555–1567.

SMITH A., HEUER A. 2011. 6-OHDA toxin models of PD in the mouse. Springer Publish- ing Company. 281-297.

STROOBANTS S., GANTOIS I., POOT- ERS T., D’HOOGE R. 2013. Increased gait variability in mice with small cerebellar cortex lesions and normal rotarod performance. Be- havioural Brain Research. 32-37.

TURNER P., PEKOW C., CLARK J., VER- GARA P., BAYNE K., WHITE W., KURO- SAWA T., SEOK S., BANEUX P. 2015. Roles of the International Council for Laboratory Animal Science (ICLAS) and International Association of Colleges of Laboratory Animal Medicine (IACLAM) in the Global Organiza- tion and Support of 3Rs Advances in Labora- tory Animal Science. Journal of the American Association for Laboratory Animal Science.

174-180.

ZACCARONI M., SETA D., FARABOL- LINI F., FUSANI L., DESSÌ-FULGHERI F. 2016. Developmental Exposure to Very Low Levels of Ethynilestradiol Affects Anxiety in a Novelty Place Preference Test of Juvenile Rats.

Neurotoxicity Researc. 553-562.

M

G

, k

j

s

. 53 - 62